专利名称：基于信号能量测量在多个载波之间进行选择的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信系统，更具体而言，本发明涉及用于确定载波的可用性、选择载波、和/或确定何时启动从例如与一个载波相关联的一个网络连接点到例如与另一个载波相关联的另一个网络连接点的切换的方法和装置。
背景技术：
从实现的观点，在通信系统不同的部分使用不同的载波是有益的，例如，因为在不同的地理位置拥有使用不同频率的权力和/或因为希望通过使用不同载波来最小化信号干扰。扩展频谱无线通信系统可以在整个系统中使用不同的载波，其中每个载波关联于一个不同的频带。在一些无线通信系统中，不同的小区和/或扇区使用不同的载波。在一些系统中，相同的扇区或相同的小区使用不同载波，每个载波具有一个关联的频带，例如，其中小区或扇区中的总可用带宽被划分成不同的频带，例如，截然不同的频带。
无线终端(WT)，例如，移动节点，可以在通信系统中到处移动，并使用特定的载波频率和关联的频带，例如，用于下行链路信令，与指定的扇区/小区基站建立连接。随着状态变化，例如，由于负荷状态的改变，例如在所述载波频率上更多的用户、由于干扰电平的改变、或由于WT移动，例如，接近小区/扇区边界，让WT转移到不同的载波并连接到对应于一个基站发射机的不同的小区/扇区/载波频率组合是有利的或必要的。典型地，在已知系统中，许多无线终端接收机实现方式使用单接收机链，并且无线终端保持在同一载波上，直到被迫切换，例如，与所述基站通信中断而被迫切换。这种方式是不合要求的，这是因为，随着WT在整个系统中移动，WT在边界处经历通信间断，并且经历接收质量的改变，例如衰落。其它已知的接收机实现方式使用单接收机链，其中，接收机中断与所连接的基站发射机的通信，并临时从使用中的载波切换到搜索及估算可供选择的可能的载波。这种方式是不合要求的，因为WT在搜索间隔期间中断了正常通信会话，消耗时间来重新调谐例如RF滤波器的滤波器来对每个搜索频率进行调整，消耗时间来等待检测到的载波、收集并估算任何接收信号，例如，导频信号，然后消耗时间来重新调谐到初始载波设置。
按照上面的讨论，显然需要有针对有效率的无线终端接收机设计和操作的改进的方法和装置。如果这样的装置和方法允许在不中断进行中的通信会话的情况下，同时估计使用不同载波频带的两个可供选择的信道的质量，这将是有益的。如果这样的方法提供对可供选择载波的连续跟踪，允许无线终端选择载波频率/小区/扇区基站连接点，允许在通信中断前切换，允许将在合适点发生所述切换，并允许响应于例如系统负荷状态的其它考虑切换，这也将是有利的。
发明内容
本发明涉及用于确定载波的可用性、选择载波和/或确定何时启动从例如与一个载波相关联的一个网络连接点到例如与另一个载波相关联的另一个网络连接点的切换的方法和装置。每个载波对应于特定的载波频率并对应于基站网络连接点，该基站网络连接点可被无线终端用来经由无线通信链路连接到通信网络。连接点可以是，例如，基站、基站的扇区、或例如在扇区中使用多个载波的情况下的基站扇区内的通信模块，其用于生成和/或处理对应于网络连接点使用的特定载波频率的信号。
本发明的方法和装置可用于在系统中使用多个载波的无线通信系统，例如，扩展频谱OFDM和/或CDMA系统，例如，其中总可用带宽被分成不同的频带，每个频带具有相关联的载波频率。系统中的不同小区可以使用不同载波频率；相同小区的不同扇区可以使用不同载波频率。在一些实施例中，小区的相同扇区可以例如以不同的功率电平使用不同的载波频率，这提供了附加的分集和附加的基站连接选择对象，例如，用于下行链路业务信道信令的可供选择的连接点。
本发明允许无线终端的接收机保持在它当前的工作载波频带上，并依然接收来自相邻扇区和/或小区基站发射机的信息，其可用于识别邻近扇区或小区使用的载波和确定何时应该进行到不同载波的切换。
在使用本发明的系统中，不同扇区和/或小区中的基站发射机周期地发送有时被称为信标信号的高功率信号到在邻近扇区或小区中使用的频带中。信标信号是包括一个或更多例如信号音调的窄(指频率)信号分量的信号，其相比诸如用户数据信号的其它信号，以相对高的功率被发送。在一些实施例中，每个信标信号包括一个或更多信号分量，其中，每个信号分量对应于不同的音调。在一些实施例中，信标信号分量包括是用于发送用户数据和/或非信标控制信号的信号音调的平均每音调信号能量的10、20、30或更多倍数的每音调信号能量。
尽管在许多实施例中，在任何指定的传输时间周期中，例如符号传输周期，发射机最多发送单个信标信号，但是，能同时发送多个信标，例如，多个高功率音调。该单个信标信号可以包括单个高功率信号音调，或者，在一些实施例中，包括几个高功率音调。
每个信标信号分量是例如在预先确定的频率上发送的，因此，允许信标信号分量的频率被用于传达信息，例如，小区、扇区和/或载波信息。在一些实施例中，信标信号对应于单个音调。信标信号分量可以在频率上固定，或者他们能在不同频率不同时间点被发送，例如，依照诸如对应于小区或扇区的特定跳频序列的预先确定模式。
依据本发明，例如移动节点的无线终端检测由不同的网络连接点发送到频带中的信标信号分量，该移动节点使用，例如监视该频带。信标信号分量的相对高的功率电平使得它们容易使用能量检测方法检测，该能量检测方法不需要与发送基站的符号定时同步。在单个音调信标信号的情况下，检测到的信标信号分量的频率是信标信号自身的频率，然后，由无线终端确定该检测到的信标信号分量的频率，例如，通过确定检测到的信标信号分量的能量集中处的频率。并且，该信标分量频率的检测能够并且在许多情况下经常出现在无线终端已经确定与发送信标信号的小区或扇区相关的载波频率或符号定时之前。并且，在各个实施例中，接收的信标信号分量的频率能用于确定该检测到的信标信号分量被发送的扇区或小区，和/或与该发送扇区或小区相关联的载波频率。通过存储关于接收的信标分量信号强度例如功率的信息，以及比较对应于不同网络连接点的信标信号分量的强度，移动装置能选择要使用的载波频率，并/或确定何时应该执行切换。根据触发了切换操作的接收信标信号分量的频率(有时结合其它信息考虑)，能确定要切换到的载波频率。在许多情况下，根据指示不同扇区和/或小区用来发送信标信号的载波频率的存储信息，来确定邻近扇区或小区的载波频率。
从由邻近扇区或小区发送到相邻扇区或小区的频带中的信标信号分量获得的信息，允许该相邻扇区或小区中的无线终端识别出何时正接近边界区域，何时无线终端应该执行切换，以及切换后应使用哪个新载波频率。这能够在不需要无线终端将它的接收机切换到不同频带来试图传达该邻近扇区和/或小区的载波的情况下完成。
在一个特定的示例性实施例中，在通信系统中使用多个频带，其中每个频带使用不同的载波频率。例如移动节点的无线终端每次收听一个频带，例如，对应于该移动装置用于接收和/或发送例如话音、文本、视频或其它应用数据的用户数据的载波的频带。因为在这个特定示例性实施例中无线终端接收信号，因此它执行时间到频率转换操作，例如，通过对接收信号执行诸如FFT或DFT的傅立叶变换操作。最终的时间到频率变换操作产生对应于被监视的信号频带的不同频率的多个信号分量，例如信号音调。对不同信号分量执行能量检测，以生成每个信号分量的能量的估计，例如，生成在接收信号中存在的每个或多个不同信号音调中的能量的估计。基于信号分量能量，做出关于该信号分量是否对应于接收的信标信号的确定。这个信标确定步骤可以通过将信号分量能量与阈值能量等级相比较来实现，当超过阈值时，指示存在信标信号。当检测到对应于信标信号的信号分量时，然后，使用该信号分量的频率和所检测到的信标信号的频率来确定对应于发送了被检测到的信标信号的基站发射机的小区、扇区和/或载波信息。在各个实施例中，比较对应于从不同发射机接收的信标的信标信号分量的检测能量。载波选择和切换判定基于例如能量的信标信号强度比较的结果。执行从对应于第一接收信标信号的连接点到对应于另一个信标信号的不同连接点的切换的判定可以基于除了相对信标信号强度之外的多种因素，包括，例如，在时间上相对信标强度的改变、当前信标信号强度下降到低于预先确定的阈值或超过预先确定的阈值、和/或对应于特定发射机的信标信号强度保持高于预先确定的阈值等级达一段时间。
上面示例性实施例是为了示例目的。一些利用本发明的实现将执行全部、大部分或许多上面描述的步骤。但是，应该注意，其他实现将仅组合使用少数上面描述的步骤，而依然从本发明取得好处。
在随后详细的描述中讨论本发明的众多另外的特征、好处和实施例。
图1是依据本发明并使用本发明的方法实现的支持多个载波的示例性无线通信系统的图；图2是依据本发明并使用本发明的方法实现的示例性基站的图；图3是依据本发明并使用本发明的方法实现的示例性无线终端的图；图4是接收机的示例性实施例的图，该接收机能同时处理来自相同所选载波频带的接收信号的两个分量，每个分量传达不同的信息，例如，对应于两个不同载波频带之一的信息，依据本发明并使用本发明的方法实现该接收机；图5是示出了依据本发明的与示例性无线终端实施例相关联的示例性基站信令的图，该示例性无线终端实施例利用图4的单个接收机链接收机的示例性实施例；图6是示出了依据本发明的操作包括示例性无线终端的通信系统的示例性通信方法的流程图，该示例性无线终端利用图4的示例性单个接收机链接收机；图7是依据本发明实现的一部分示例性无线通信系统的图，该系统包括运动中的示例性无线终端，并用于进一步解释本发明目的；图8是依据本发明实现的接收机的另一个示例性实施例的图，该接收机可用于在图7中示出的无线终端中；图9是示出了依据本发明的包括对应于扇区发射机的信标的示例性基站扇区发射机信令的图，该信标被发送到多个频带中；该信令可以由图7中示出的示例性基站发送；图10是示出了在图7中示出的示例性无线终端的接收机处的示例性接收信号的图；图11是示出了依据本发明，示例性无线终端接收机对图10的示例性接收信号的处理以及示例性频带选择的图；图12是示出了依据本发明的包括对应于扇区发射机的信标的示例性基站扇区发射机信令的图，该信标被发送到多个频带中，在无线终端已经选择了新的频带并改变了连接点之后，该信令可由图7中示出的示例性基站发送；图13是对于相邻扇区具有定时偏移的示例性信标信号的例示，其用于进一步解释本发明的特征；图14是无线终端和包括在该无线终端中的各个单元的例示，关于确定能被使用的载波的可用性和用于确定何时启动从一个载波频率到另一个的切换；图15是依据本发明实现的，能在图14的无线终端中使用的示例性无线终端接收信号处理模块；图16是依据本发明在OFDM通信系统中操作WT的示例性方法的流程图。
具体实施例方式
图1示出了依据本发明实现的支持多个载波和扩展频谱信令的示例性无线通信系统100。系统100使用本发明的装置和方法。图1包括多个示例性的多扇区小区，小区1 102、小区2 104、小区3 106。每个小区(102、104、106)分别表示基站(BS)(BS1 108、BS2 110、BS3112)的无线覆盖范围。在该示例性的实施例中，每个小区102、104、106包括三个扇区(A、B、C)。小区1 102包括扇区A 114、扇区B 116和扇区C 118。小区2 104包括扇区A120、扇区B 122和扇区C 124。小区3 106包括扇区A 126、扇区B 128和扇区C 130。在其他实施例中，每小区可能有不同数目的扇区，例如，每小区1个扇区、每小区2个扇区、或每小区多于3个扇区。另外，不同的小区可以包含不同数目的扇区。
无线终端(WT)，例如移动节点(MN)，可以贯穿系统移动并经由到BS的无线链路，与例如其他MN的同级节点通信。在小区1 102的扇区A 114中，WT(132、134)分别经由无线链路(133、135)耦合到BS1 108。在小区1 102的扇区B 116中，WT(136、138)分别经由无线链路(137、139)耦合到BS1108。在小区1 102的扇区C 118中，WT(140、142)分别经由无线链路(141、143)耦合到BS1 108。在小区2104的扇区A 120中，WT(144、146)分别经由无线链路(145、147)耦合到BS2 110。在小区2 104的扇区B 122中，WT(148、150)分别经由无线链路(149、151)耦合到BS2 110。在小区2 104的扇区C 124中，WT(152、154)分别经由无线链路(153、155)耦合到BS2 110。
多个BS可以经由网络耦合在一起，这样提供在指定小区内的WT到位于该指定小区外的同级WT的连通性。在系统100中，BS(108、110、112)分别经由网络链路(170、172、174)耦合到网络节点168。网络节点168，例如路由器，耦合到其他的网络节点，例如其他基站、路由器、本地代理节点、AAA服务器节点等，以及经由网络链路176到因特网。网络链路170、172、174、176可以是，例如，光纤链路。
BS 108、110、112包括扇区化发射机，依据本发明，每个扇区发射机使用用于普通信令的具体分配的载波频率，该普通信令例如发向具体WT的下行链路业务信号。扇区发射机的用于普通信令的分配的载波频率也传送从BS到WT的广播信号，例如，分配信号、导频信号、和/或信标信号。另外，依据本发明，每个基站扇区发射机在分配给相邻的小区/扇区发射机的用于他们的普通信令的载波频带内，发射附加的下行链路信号，例如导频信号和/或信标信号。这样的下行链路信号向例如WT132的WT提供信息，其可以用来估算和判定选择哪个载波频率，以及使用哪个相应的基站扇区/小区作为连接点。例如WT 132的WT包括具有处理来自BS 108、110、112扇区发射机的信息的能力的接收机，扇区发射机提供关于可供选择的载波频带的信息，该载波频带可被用于例如下行链路业务信道信令的普通通信，并可以由WT选择。
图2示出了依据本发明实现的示例性的基站200，或者称为接入节点。BS被称作接入节点，因为它作为WT的网络连接点，并为WT提供网络接入。图2的基站200可以是图1系统100的任何一个基站108、110、112的更加详细的表示。基站200包括例如CPU的处理器202、包括解码器206的接收机204、扇区化发射机208、存储器210、以及I/O接口212，它们经由总线214耦合在一起，各个单元能够通过总线214交换数据和信息。接收机204耦合到扇区化天线216，并能够接收来自基站200覆盖的每个扇区中的无线终端300(见图3)的信号。接收机的解码器206解码接收到的上行链路信号，并在发射前提取由WT 300编码的信息。扇区化发射机208包括多个发射机、扇区1发射机218、扇区N发射机220。每个扇区发射机(218、220)包括用于编码下行链路数据/信息的编码器(222、224)，并分别耦合到天线(226、228)。每个天线226、228对应于不同的扇区，并通常被定向以发射进该天线对应的和所位于的扇区。天线226、228可以是独立的，或可以对应于单个多扇区天线的不同单元，单个多扇区天线具有用于不同扇区的不同天线单元。每个扇区发射机(218、220)具有用于例如下行链路业务信令的普通信令的分配的载波频带。每个扇区发射机(218、220)能够在它自己分配的载波频带中发送下行链路信号，例如分配信号、数据和控制信号、导频信号、和/或信标信号。依据本发明，每个扇区发射机(218、220)也将例如导频信号和/或信标信号的附加下行链路信号发送到其他载波频带内，例如，分配给相邻的小区/扇区用于它们的普通信令的载波频带。基站I/O接口212将基站200耦合到其他网络节点，例如，其他的接入节点、路由器、AAA服务器、本地代理节点、以及因特网。存储器210包括例程230和数据/信息232。处理器202执行存储器210中的例程230并使用存储器210中的数据/信息232来控制基站200的操作，包括依据本发明，使用不同的功率电平、功率控制、定时控制、通信、信令、以及信标信令调度不同载波频率上的用户。依据本发明，在特定载波频率上，例如特定的WT 300的特定用户的调度可以是响应于由WT 300执行的选择。
存储器210中的数据/信息232包括例如发射给无线终端300和从无线终端300接收的用户数据的数据234、包括与每个扇区相关联的载波频率和与该扇区内每个载波频率相关联的数据发送功率电平的扇区信息236、多个载波频率信息(载波1信息238、载波N信息240)、信标信息242、以及系统负荷信息243。载波频率信息(238、240)包括定义载波频率和相关联带宽的信息。信标信息242包括音调(tone)信息，例如，将具体的频率和载波与每个扇区中信标信号相关联的信息，以及与发送信标信号关联的序列定时。系统负荷信息243包括在由基站200支持的各载波频带的每一个上的复合负荷信息。可以将系统负荷信息243从基站200发送到WT300，其在一些实施例中可以将该信息用于将在WT接收机内设置的载波频带选择的决策过程中。
存储器210中的数据/信息232还包括多个WT数据/信息244组，每个WT一组WT1数据/信息246、WTN数据/信息248。WT1数据/信息246包括在从/到WT1的路由中的用户数据、把WT关联到基站200的终端ID、标识WT当前位于的扇区的扇区ID、和把WT1关联到用于普通信令的具体载波频率的载波频率信息。
基站例程230包括通信例程250和基站控制例程252。通信例程250实现由基站200使用的各个通信协议。基站控制例程252包括调度模块254和信令例程256。依据本发明，基站控制例程252控制包括接收机204、发射机(218、220)、调度、信令以及信标信令的基站操作。例如调度器的调度模块254用于调度到无线终端300的用于上行链路和下行链路通信的空中链路资源，例如，时间上的带宽。基站控制例程252还包括信令例程256，其控制接收机204、解码器206、发射机(218、220)、编码器(222、224)、普通信号生成、数据和控制音调跳跃、以及信号接收。在信令例程256中也包括信标例程258，依据本发明，其使用信标信息242来控制信标信号的的生成和发送。依据本发明，在一些实施例中，信标信号，例如在频率方面相对窄的高功率信号，可以在每个扇区中以由这个扇区/小区或相邻扇区/小区使用的每个载波频带发送。在一些实施例中，WT 300使用这些信标信号来比较可供选择的可用载波。
图3示出了依据本发明并使用本发明方法实现的示例性的无线终端300，例如，移动节点。图3的无线终端300是图1系统100中的任何一个WT 132、134、136、138、140、142、144、146、148、150、152、154、156、158、160、162、164、166的更加详细的表示。无线终端300包括接收机302、发射机304、例如CPU的处理器306、以及存储器308，它们经由在其上各个单元能够交换数据和信息的总线310耦合在一起。
接收机302耦合到天线312，通过天线312从多个基站扇区发射机和相应的扇区天线226、228接收下行链路信号。接收机302包括单个扩展频谱接收机链314和频带选择控制器316。扩展频谱接收机链314包括用于执行滤波和其他操作的RF模块(频率同步电路)320。RF模块320包括可控通带滤波器321，当通过的频率例如载波信号落于所选频带内时，通带滤波器321用于抑制在所选频带外的频率。附加模块322连同数字信号处理模块324和能量检测/SNR检测模块334一起，包括在接收机链314内。数字信号处理模块324包括解码器326和信号质量检测器模块328。
RF模块320、接收机链附加模块322、数字信号处理模块324、以及能量检测/SNR检测模块334用于接收、解码、测量、以及估算各个信号，包括，例如，多个小区/扇区基站发射机使用与具体的第一个载波频率相关联的当前选择的第一频带传送的分配信号、下行链路业务信道数据和信息信号、导频信号、和/或信标信号。频带选择控制器316输出信号到RF模块320和包括在其中的可调整滤波器321，以选择具体载波频率；RF模块320使所选载波频带内的接收信号分量通过，并抑制至少一些在所选载波频带外的信号。RF模块320还执行附加的处理，例如，信号被混频到基带。接收机链附加模块322处理通过RF模块320的输出信号，例如，由基带滤波器滤波，从模拟信号转换到数字信号，并由数字滤波器另外滤波。然后，信号从附加模块322输出，并前进到数字信号处理模块324和能量检测/SNR检测模块334。例如来自对应于当前所选频带的第一基站小区/扇区发射机的一些信号分量由数字信号处理模块324处理；而例如来自对应于不同载波频带的第二小区/扇区发射机的其他信号分量由所述能量检测/SNR检测模块334处理。数字信号处理模块包括能解码发向具体的WT300的下行链路业务信号的解码器326；而能量检测/SNR检测模块334不包括这样的解码能力。
将来自数字信号处理模块324的信号质量检测器模块328和来自能量检测/SNR检测模块334的输出，例如质量指示值，输入到频带选择模块316，依据本发明，频带选择模块316控制在RF模块(频率同步电路)320中设置的频带的选择。
发射机304包括编码器336并耦合到发射机天线338。例如上行链路数据/信息块的数据/信息可以由编码器336编码，然后通过天线338发射给基站200。
存储器308包括例程340和数据/信息342。例如CPU的处理器306执行存储器308中的例程340并使用存储器308中的数据/信息342，来操作WT300和实现本发明的方法。
无线终端数据/信息342包括用户数据344、用户设备/会话资源信息346、当前所选载波信息348、可供选择的载波信息350、小区/扇区信息352、载波频率信息354、检测信号信息356、以及载波选择信息358。
用户数据344包括，在与无线终端300的通信会话中将发送给同级节点/或从同级节点接收的数据、信息和文件。用户/设备/会话资源信息346包括，例如，终端ID信息、基站ID信息、扇区ID信息、所选载波频率信息、模式信息、以及识别的信标信息。终端ID信息可以是由与WT 300耦合的基站200分配给WT 300的标识符，其将无线终端300标识到基站200。基站ID信息可以是，例如，与基站200相关联并在跳跃序列中使用的斜率值。扇区ID信息包括标识普通信令正在通过其通信的扇区化基站的发射机/接收机的扇区ID的信息，并对应于无线终端300所位于的小区的扇区。所选载波频率信息包括标识由BS用于例如业务信道信号的下行链路数据信令的载波的信息，例如，RF模块调谐到该载波。模式信息标识无线终端是否在开启/保持/睡眠状态。
当前所选载波信息348包括标识所选载波的信息，其中频带选择控制器316已将RF模块320调谐到该所选载波。可供选择的载波信息350包括标识可供选择的载波的信息，其对应于能量检测/SRN检测模块334估算的信息。小区/扇区ID信息352包括用于构造在数据、信息、控制信号和信标信号的处理、发送和接收中使用的跳跃序列的信息。载波频率信息354包括将通信系统中基站的每个扇区/小区与具体的载波频率、频带、信标信号、以及多组音调相关联的信息。载波频率信息354还包括将每个质量指示值与可由频带选择控制器316选择的具体载波频率相关联的质量指示关联信息355。
检测信号信息356包括信号能量信息360、SNR信息362、估计误差信息364、第一质量指示值366、以及第二质量指示值368。检测信号信息356还包括同步信息370和广播信号信息372。
检测信号信息356包括从数字信号处理模块324的信号质量检测器328及从接收机302中的能量检测/SRN检测模块334输出的信息。信号质量检测模块328可以测量和记录来自第一发射机的信号分量的信号能量360、SNR 362、和/或估计误差率364，并确定当使用接收机302当前设置的载波频带时，指示在第一发射机和WT300之间的例如下行链路业务信道的信道的质量的第一质量指示值366。能量检测/SRN检测模块334可以测量和记录来自第二发射机的分量信号的信号能量360和/或SNR 362，以确定指示在可供选择载波频带上第二发射机和WT3 00之间的例如下行链路业务信道的潜在信道的第二个质量指示值368。
在一些CDMA实施例中，同步信息370可以包括，例如，当处理CDMA导频信号时由接收机使用和/或获得的基于导频信号的定时同步信息。在一些OFDM实施例中，所述同步信息可以包括符号定时恢复信息。广播信息372可以包括，例如，当处理例如导频或信标信号的信号时，由接收机使用和/或获得的与广播相关的信息。
载波选择信息358包括预先确定的阈值信息374、预先选择的间隔信息376、变化率信息378、服务质量(QoS)信息380、以及系统负荷信息382。载波选择信息358是当估算所检测的信号信息时，例如当把第一质量指示值366与第二质量指示值368相比较时，由WT300在做出频带选择判定时使用的信息，例如，基准、界限等。预先确定的阈值信息374包括用于比较质量指示值366、368以做出频带选择判定的等级。预先选择的间隔信息376包括固定持续时间的时间间隔和固定数目个信号测量的间隔，每个都可以用于定义一个预定间隔，该预定间隔中，在频带选择控制器316改变接收器RF模块320的选择之前存在例如第二质量指示超过第一质量指示的一贯条件。变化率信息378包括用于识别何时第一信号质量指示值366在时间上减少而第二信号质量指示值368在时间上增加，以及第一和第二质量指示值之间的差值改变符号的基准。服务质量(QoS)信息380包括有关以下内容的信息提供给个人用户的QoS、作为提供给用户的QoS等级的函数的频带选择、以及作为提供给该用户的QoS等级中的改变结果的选择的改变。系统负荷信息382包括与由基站200通信的系统负荷有关的接收信息，基站200可用于控制关于频带选择的判定的功能。
WT例程340包括通信例程384和无线终端控制例程386。无线终端通信例程384实现由无线终端300使用的各通信协议。依据本发明，无线终端控制例程386执行无线终端300的功能控制操作，包括功率控制、定时控制、信令控制、数据控制、I/O、接收机控制和载波频带选择功能。WT控制例程386包括信令例程388、接收机控制器模块390和载波频带选择模块392。使用存储器308中数据/信息342的信令例程388控制WT 300的信令，例如，上行链路和下行链路通信信号。依据本实施例，接收机控制器模块390连同模块324、334控制接收机302的操作，包括对接收信号执行解码、能量检测和/或SNR检测，以及生成第一和第二质量指示值366、368。依据本发明，载波频带选择模块392连同频带选择控制器316使用从接收信号获得的数据/信息，包括第一和第二质量指示值366、368和载波选择信息358，来做出关于选择用于调谐接收机302的RF模块320的载波的判定。
图4是依据本发明实现的示例性无线终端接收机501/天线502的组合500的实例。图4的接收机/天线组合500可用作图3的WT300中的接收机302/天线312组合。依据本发明，接收机501示出了示例性的接收机实施例，该接收机能同时处理包括在相同所选载波频带中的接收信号的两个分量，每个分量传送不同的信息，例如，对应于由不同的发射机和/或不同的发射天线发送的两个不同载波频带之一的信息。这两个信号分量可以对应于一个小区的不同扇区和/或不同小区。
图4的接收机501使用包括单个RF处理模块(频率同步模块)502的单个RF处理链。接收机501耦合到从多个扇区/小区基站发射机接收下行链路信号的天线504。天线504耦合到RF处理模块502。RF处理模块502包括可选的RF滤波器506和混频电路508。RF滤波器506可以用通带滤波器实现，并作为频率同步电路。RF处理模块502被调谐到由频带选择控制器510选择的载波频率上。RF滤波器使在所选载波频带内的接收信号分量通过，并抑制至少一些在所选载波频带外部的信号分量。
从天线504接收的通带信号被输入到RF滤波器506，并由混频电路508处理，得到基带信号。得到的基带信号从RF处理模块502输出，并输入到基带滤波器512。来自基带滤波器512的滤波输出被输入到A/D转换模块514，在其中执行模拟到数字转换。得到的输出数字信号被输入到数字滤波器516用于另外的滤波。然后，数字滤波器516的一个输出，例如最初源于第一基站小区/扇区发射机的第一信号分量517，被输入到数字信号处理模块518，而数字滤波器516的另一个输出，例如最初源于第二小区/扇区基站发射机的第二信号分量519，被输入到能量检测/SNR检测模块536。数字信号处理模块518包括定时同步模块522、解码器523、以及信号质量检测器526。这样的数字信号处理模块518能够完全解码广播以及WT具体信息，例如，用于该个别WT而不是其他WT的信息。
定时同步模块522用于被处理的接收数据的定时同步，例如，接收的下行链路信号。考虑CDMA和OFDM实施例。使用已知的解扩技术实现CDMA实施例中的定时同步模块522。使用已知技术，用符号定时恢复电路来实现OFDM实施例中的定时同步模块522。解码器523包括用于解码例如信标信号、导频信号等的接收广播信号的广播模块524，以及移动具体模块525，其用于解码发给接收机501所属于的具体WT 300的接收的下行链路数据/信息，例如，下行链路业务信号。
信号质量检测器526包括信号能量测量电路528、SNR电路530、和/或误差估计器532。信号质量检测器526获得从第一基站小区/扇区发射机到WT300的正被用于下行链路业务信道信令的信道的质量估计。质量估计基于信号能量测量电路528的输出(例如，质量估计可以是在诸如信标声调的信号分量中测量的能量，或基于信号或信号分量的能量)、作为测量的信号能量的函数的SNR电路530输出、和/或由误差估计器532确定的接收数据/信息的测量或估计误差率。信号质量估计信息533，例如，对应于当前所选载波频带的质量指示值，被发给频带选择控制器510用于做出频带选择判定。
在图4的实现中，第二信号分量处理被示出为由独立的一组接收机组件执行，例如，可选的定时同步模块、可选的广播解码器534、以及能量检测/SNR检测模块536。然而，应该认识到数字信号处理模块518的各单元能在时间共享的基础上使用，其中第一和第二信号分量是相同的类型，例如，OFDM信号。在第二信号分量是信标信号或其他信号的情况下，其中不需要定时同步和/或解码来生成质量指示值，可以省略定时同步模块520和广播信号解码器534。然而，在第一信号分量对应于第一类型信号例如OFDM信号，并且第二信号分量对应于第二类型信号例如CDMA信号的情况下，用于生成第一和第二信号分量的信号质量值的独立的信号和/或模块比使用电路系统，例如能被配置为处理不同类型信号的可重新配置的电路系统，具有更高的效能成本。
在例如CDMA实施例的一些实施例中，通过定时同步模块520处理第二信号分量519。可以使用已知的解扩技术实现CDMA实施例中的定时同步模块520。在例如各种CDMA实施例的一些实施例中，也可通过广播信号解码器534处理第二信号分量519。
可能经历了上述可选处理的第二信号分量被输入到能量检测和/或SNR检测模块536。例如，在一些OFDM实施例中，由能量检测和/或SNR检测模块536估算的被处理的接收信号分量可以是从第二发射机发送的被检测信标信号，例如，该第二个发射机是与发送第一信号分量的第一小区/扇区基站发射机相邻的小区/扇区基站发射机。这样，在一些实施例中，质量估计信息537是指示在例如信标声调的信标信号中检测的能量的值，或基于信标信号能量的值。例如，在一些CDMA实施例中，由能量检测和/或SNR检测模块536估算的被处理的接收信号分量可以是从第二发射机发送的被检测导频信号，例如，该第二发射机是与发送第一信号分量的第一小区/扇区基站发射机相邻的小区/扇区基站发射机。能量检测和/或SNR检测模块536生成对应于被估计的第二信号分量、用作在第二小区/扇区基站发射机和WT300之间的潜在下行链路信道的质量估计的信息，信号质量估计信息537。生成的质量估计基于信号能量测量或作为检测的信号能量的函数的SNR测量。信号质量估计信息537被发给频带选择控制器510用于做出频带选择判定，例如，用于在分别对应于第一和第二分量的第一和第二频带之间选择。
在一些实施例中，在例如门的数量或可执行指令的计算复杂性上，能量检测和/或SNR检测模块536比数字信号处理模块518简单。这是可能的，因为在许多情况下，要生成对应于第二信号分量的质量估计信息，不必要解码接收的信号分量，并且，在使用解码的情况下，能够限制为对广播数据的解码，由于与移动具体数据相比较所用的编码类型和/或广播数据的功率发送电平的原因，广播数据通常比移动具体数据更容易解码，其中因为广播信号要到达多个移动设备，广播数据的功率发送电平通常高于移动具体数据的功率发送电平。
分别从数字信号处理模块518及能量检测和/或SNR检测模块536发出的信号分量质量信息(533、537)被频带选择控制器510使用，以关于将由RF处理模块502使用的载波频带的设置的做出判定，例如，应该选择哪个频带并且因此哪个基站扇区发射机用于接收下行链路通信。
在一些实施例中，图4中的接收机501是处理例如CDMA和/或OFDM扩展频谱信号的扩展频谱接收机。在一些OFDM实施例中，不使用对应于第二分量的可选的定时同步模块520。在一些OFDM实施例中，可以使用广播信号解码器534，而在其他OFDM实施例中，不需要并且省略广播信号解码器534。在第二信号分量是CDMA信号的实施例中，使用定时同步模块520，而可以使用或不使用广播信号解码器534。
图4的接收机501包括I/O接口507，其经由在各个单元可以相互交换数据和信息的总线509，耦合到数字信号处理模块518、能量检测/SNR检测模块536、以及频带选择控制器510。在其他实施例中，总线509可以耦合到其他的接收机组件，例如，广播信号解码器534和/或定时同步解码器520。经由将接收机501耦合到总线312的I/O接口507，接收机501可以与WT 300的其他单元通信。经由接口507，解码的下行链路业务信道信号可以被传送到例如一个或更多外部设备，如显示器和/或其他WT组件。
图5是用于解释使用图4的单个RF处理模块接收机500的本发明示例性实施例的示例600。示出了两个网络连接点601、607。每个网络连接点能够作为经由无线连接到网络的无线终端的连接点。取决于实施例，网络连接点601、607可以是在相同小区中、在不同小区中、以及甚至在小区的相同扇区内。每个网络连接点601、602使用不同的频带传送用户数据。网络连接点模块1 601包括第一BS发射机602和第一BS扇区接收机603。第二网络连接点模块607包括第二基站扇区发射机604和相应的BS扇区接收机605。
将使用其中第一发射机602对应于示例性小区102的扇区A和第二发射机604对应于示例性小区102的扇区B的实例情况，来描述对应于不同网络连接点的第一和第二发射机602、604的使用。发射机602、604发送下行链路信号，例如包括普通业务信道信号，如用户数据、可选的导频信号、以及信标信号。发射机602、604可以使用指向不同扇区或小区的不同天线。来自每个扇区发射机的信令包括在它自己的指定载波频带中的普通信令，例如，分配信号、可选的导频信号、和/或可选的信标信号，以及在小区中使用的一个或更多，例如其他两个，载波频带中的信标信号。BS扇区A发射机602将包括例如扇区A下行链路业务信号、扇区A分配信号、可选的扇区A导频信号、和/或可选的扇区A信标信号的下行链路信号606发送到具有载波频率f0624的频带618内、将扇区A信标信号608发送到具有载波频率f1626的频带620内、以及将扇区A信标信号610发送到具有载波频率f2628的频带622内。BS扇区B发射机604将包括例如扇区B下行链路业务信号、扇区B分配信号、可选的扇区B导频信号、和/或可选的扇区B信标信号的下行链路信号612发送到具有载波频率f2628的频带622内，BS扇区B发射机604也将扇区B信标信号发送到具有载波频率f0624的频带618内、以及将扇区B信标信号616发送到具有载波频率f1626的频带620内。
假设接收机630，例如，图4的接收机500的示例性实施例，被调谐到具有载波频率f0624的载波频带618。接收机630接收两个信号分量632、634，包括例如来自扇区A发射机602的普通信令、分配信号、导频信号、和/或信标信号的第一信号分量632由数字信号处理模块518处理，而第二信号分量634，例如，来自扇区B发射机604的信标信号，由能量检测/SNR检测模块536处理。从第一分量632以及使用数字信号处理模块518，接收机630确定了BS扇区A发射机到接收机630之间使用载波频率f0624和频带618的下行链路业务信道的质量估计。从第二分量634以及使用能量检测/SNR检测模块536，接收机630确定了BS扇区B发射机604和接收机630之间使用载波频率f2628和频带622的潜在可供选择的下行链路业务信道的质量估计。
在本发明的一些实施例中，可以不使用信标信号，并且可以接收和处理其他的下行链路信号用于频带选择判定。例如，每个扇区和/或小区发射机在由该发射机用于普通下行链路业务新道信令的频带中，发送一些下行链路信号，例如，分配信号、扇区/小区基站标识信号、和/或导频信号，并且也将一些附加的下行链路信号，例如，扇区/小区基站标识信号、和/或导频信号，发送到由例如相邻的其他扇区/小区发射机用于它们的普通下行链路业务信令的不同频带中。到不同频带的传输可以在周期性间隔上发生，并且相对于信号到该发射机对应的扇区的传输，在持续时间上对应较少的时间量。
依据本发明，诸如图4的单个RF链接收机500的接收机被调谐到一个频带，但是接收来自发送进该频带的多个小区和/或扇区发射机的下行链路信号分量。接收机接收和处理复合信号，该复合信号在调谐的频带内，该复合信号包括来自两个不同的发射机的第一和第二分量。从第一和第二信号分量生成信息，并且其能用于确定关于两个可供选择的频带的质量指示信息，每个频带对应于不同的信号分量。
在一个特定的示例性OFDM(正交频分复用)实施例中，用在频率方面窄的信号发送的相对高功率信号来实现信标信号，例如，使用单个或几个音调。在该示例性的OFDM实施例中，当发送一个信标信号时，发送功率的大部分集中在包括该信标信号的一个或少数音调上。在一些实施例中，第一信号分量632包括对应于第一发射机的信标信号分量，而第二信号分量包括对应于第二发射机的信标分量，例如，第二发射机是通常对应于不同的扇区和/或小区的不同发射机。在一个这样的实施例中，载波选择基于信标信号的估算。在一些实施例中，与通带滤波器的频带比较，信标信号在频宽上是窄的，例如，至多是通带滤波器的频宽的1/20。
依据本发明，例如在当前所选频带内的不同频率上，可以同时传送第一和第二信号分量。或者，能够顺序地发送和接收第一和第二信号分量。图6是示出依据本发明操作通信系统的示例性的方法的流程图700。图6包含图6A和图6B的组合。在步骤702操作开始，初始化通信系统，例如，重新初始化基站并把移动节点通电。操作从步骤702进行到步骤704。
在步骤704中，操作主要在第一频带中进行发送的第一基站发射机，以在所述第一频带中发送第一信号分量。操作从步骤704进行到步骤706。在步骤706中，操作主要在第二频带中进行发送的第二基站发射机，以例如周期性地在所述第一频带中发送第二信号分量。在步骤708中，操作所述第一基站发射机，以在不同于第一频带的所述第二频带中例如周期性地发送信号。在一些实施例中，第二频带完全在第一频带外，而在其他实施例中，在第一和第二频带上也许存在部分重叠。在一些实施例中，第一发射机和第二发射机位于相同小区的不同扇区中；使用对应于所述相同小区的第一扇区的第一天线或天线单元，发送第一信号分量；并且使用对应于所述相同小区的第二扇区的第二天线或天线单元，发送第二信号分量。在一些实施例中，第一发射机和第二发射机位于不同的小区中。在这样的实施例中，使用对应于第一小区的第一天线或天线单元发送第一信号分量，并且使用对应于第二小区的第二天线或天线单元发送第二信号分量。操作从步骤708进行到步骤710。
在步骤710中，操作移动节点的接收机以接收包括第一分量和第二信号分量的信号。在一些实施例中，在一个时间周期上接收该信号，并且在不同时间点接收第一和第二信号分量。在一些实施例中，例如在第一频带内的不同频率上，在相同时间接收第一和第二信号分量。
然后，在步骤712中，操作所述移动节点的接收机中的通带滤波器以使所述第一和第二信号分量通过，所述第一和第二频率分量在所选频带内。通带滤波器抑制第一频带外的信号。在一些实施例中，例如，其中第一和第二频率分量都是信标信号的OFDM实施例，与所述通带滤波器的宽度比较，第一和第二信号分量在频宽上较窄，例如，至多是通带滤波器频宽的1/20。在一些实施例中，其中第一和第二频带宽度至少是1MHz，通带滤波器具有少于2MHz宽度的通带。
操作从步骤712进行到步骤714。在步骤714中，操作所述移动节点以对所述第一信号分量执行第一信号测量，来生成第一信号质量指示。在步骤716中，操作所述移动节点以对所述第二信号分量执行第二信号测量，来生成第二信号质量指示。操作从步骤716进行到步骤718。在步骤718中，操作移动节点，以作为所述第一和第二质量指示的函数，在运行在第一频带中和运行在与所述第二频率分量相关联的第二频带中之间选择。操作从步骤718进行到步骤720。
在一些实施例中，接收步骤710、滤波步骤712、和测量步骤714、716被重复多次，并且在第二质量指示超过所述第一质量指示预先确定的间隔后，例如，预先确定的持续时间或固定数目个信号测量的时间间隔，执行步骤718的在所述第一和第二频带间的选择。这种做法防止响应于短期或瞬间状态变化的频带切换。
在一些实施例中，选择基于预先确定的阈值。例如，选择可以包括当第一和第二信号质量值都超过所述预先确定的阈值达预先确定的间隔时，选择对应于较低信号质量值的频带。这样，当两个信号分量都指示良好的状态时，例如低功率的低质量频带被选择，释放高功率频带由其他移动装置使用。
该选择可以包括，当所述第一和第二信号质量值中的一个低于所述预先确定的阈值时，选择对应于较高信号质量值的频带，从而，当信号质量是关注的问题时，选择更好的频带。该选择还可以包括，当所述第一信号质量值在时间上减小并且所述第二信号质量值在时间上增加，以及第一和第二质量值的差值改变符号，指示无线终端正朝向第二信号分量的发射机行进并远离第一分量发射机时，选择第二频带。
在一些实施例中，选择步骤是将要提供给例如用户的移动节点的服务质量(QoS)的函数，所述选择函数响应于指示将要提供给所述用户的QoS中的变化的信息而变化。用由所述选择模块使用以选择频带的阈值质量的变化实现该变化。
在一些实施例中，选择步骤是通信系统负荷的函数，并且该方法进一步包括，移动节点例如从基站接收指示通信系统负荷的信息，以及响应于通信系统负荷中发生变化的指示，修改所述选择函数。例如，在无线终端检测到繁忙使用第一频带的情况下，该选择可以改变在选择判定中使用的权重，以为第二频带创建更高的优先权。
在步骤720，基于是选择第一频带还是选择第二频带控制操作。如果选择第一频带，则操作经由连接节点A 722进行到步骤704；然而，如果选择第二频带，则操作进行到步骤724。
在步骤724中，控制通带滤波器以使所述第二频带，而不是所述第一频带通过。经由连接节点B 726，操作从步骤724进行到步骤728。
在步骤728中，操作主要在第二频带中进行发送的第二基站发射机，以在所述第二频带中发送第三信号分量。在步骤730中，操作主要在第一频带中进行发送的第一基站发射机或第三基站发射机，以在所述第二频带中发送第四信号分量。在步骤732中，操作第二基站以在所述第一频带中发送信号。在步骤734中，操作移动节点的接收机以接收包括第三信号分量和第四信号分量的信号。操作从步骤734进行到步骤736。在步骤736中，操作移动节点中的所述通带滤波器以使在第二频带内的第三和第四信号分量通过。在步骤738中，操作移动节点以对所述第三信号分量执行第三信号测量，来生成第三信号质量指示。在步骤740中，操作移动节点以对所述第四信号分量执行第四信号测量，来生成第四信号质量指示。操作从步骤740进行到步骤742。
在步骤742中，操作移动节点，以作为所述第三和第四信号质量指示的函数，在运行在第一频带中和运行在第二频带中之间选择。操作从步骤742进行到步骤744。
在步骤744中，基于是选择第一频带还是选择第二频带进行操作。如果选择第二频带，则操作经由连接节点C 748，从步骤744进行到步骤728。然而，如果选择第一频带，则操作从步骤744进行到步骤746，其中，控制移动节点中的通带滤波器，以使所述第一频带，而不是所述第二频带通过。操作经由连接节点A 722，从步骤746进行到步骤704。
图7-12用于示出依据本发明的示例性无线终端接收机的示例性信号和频带选择。
图7示出了依据本发明实现的支持多个载波和扩展频谱OFDM信令的示例性无线通信系统800的一部分。系统800是图1的系统100的示例性实施例。图7包括多个示例性的多扇区小区，小区1 802、小区2 804、小区3 806。每个小区(802、804、806)分别表示基站(BS)(BS1 808、BS2 810、BS3 812)的无线覆盖范围。BS 808、810、812可以是图2的BS 200的示例性实施例。BS 808、810、812经由网络耦合在一起，并耦合到其他网络节点和因特网。在该示例性实施例中，每个小区802、804、806包括三个扇区(A、B、C)。小区1 802包括扇区A 814、扇区B 816、以及扇区C 818。小区2 804包括扇区A 820、扇区B 822、以及扇区C 824。小区3 806包括扇区A 826、扇区B 828、以及扇区C 830。图7也包括依据本发明实现的示例性WT 801。WT801可以是图3的WT 300的示例性实施例。示例性WT 801的当前连接点是BS1 808的扇区C 818发射机。如箭头803指示，WT 801正向BS2 810移动。
图8是依据本发明实现的示例性无线终端接收机901/天线902的组合900的实例。图8的接收机/天线组合900可以用作图3的WT 300或图7的WT 801中的接收机302/天线312组合。接收机901示出了接收机的示例性实施例，依据本发明，其能处理包含在相同所选载波频带内的接收信号的多个分量，每个分量传送不同的信息，例如，对应于由不同发射机和/或不同发射天线发送的不同载波频带的信息。图8的实施例很适合于其中两个信号分量使用例如相同调制类型的相同技术进行通信的情况。
图8的接收机901使用包括单个RF处理模块(频率同步模块)902的单个RF处理链。接收机901耦合到从多个扇区/小区基站发射机接收下行链路信号的天线904。天线904耦合到RF处理模块902。RF处理模块902包括可控RF滤波器906和混频电路908。RF滤波器906可以用通带滤波器实现并作为频率同步电路使用。RF处理模块902已被调谐到由频带选择控制器910选择的载波频率。RF滤波器使所选载波频带内的接收信号分量通过，并抑制至少一些在所选载波频带外的信号分量。
来自天线904的接收的通带信号被输入到RF滤波器906，并由混频电路908处理，得到基带信号。得到的基站信号从RF处理模块902输出，并被输入到基带滤波器912。来自基带滤波器912的滤波输出被输入到A/D转换模块914，在其中执行模拟到数字转换。得到的输出数字信号被输入到数字滤波器916进行另外的滤波。然后，数字滤波器916的输出被输入到数字信号处理模块918。数字信号处理模块918包括定时同步模块922、解码器923、信标识别模块927、以及信号质量检测器926。这样的数字信号处理模块918能完全解码广播和WT具体信息，例如，供个别WT而不是其他WT使用的信息。
定时同步模块922用于被处理的接收数据的定时同步，例如，接收的下行链路信号的定时同步。使用已知技术，定时同步模块922可用符号定时恢复电路实现。解码器923包括用于解码例如分配信号、导频信号等的接收的广播信号的广播模块924，和用于解码例如下行链路业务信号的接收的下行链路数据/信息的移动具体模块925，其中下行链路数据/信息供接收机901所属的具体WT 300(或WT 801)使用。
信标识别模块927识别接收的被具体基站扇区发射机处理的信标信号，该具体基站扇区发射机与用于它的主要下行链路信令的具体载波频率相关联。每个信标信号可以是，例如，总或近似总扇区发射机能量都集中在该一个音调的占用单个OFDM符号时间的信号。因为OFDM信标信号的特性，所以，不必通过定时同步模块922或解码器模块923处理所述信号，信标识别模块927能识别信标信号。
信号质量检测器926包括信号能量测量电路928和SNR电路930。信号质量检测器926基于接收并识别的信标信号的测量，生成从多个基站小区/扇区发射机到WT300的不同信道的质量估计。该质量估计基于信号能量测量电路928的输出和/或作为测量的信号能量的函数的SNR电路930的输出。对应于每个接收并识别的信标的信号质量估计信息933、935、937，例如质量指示值，被发给频带选择控制器910用于做出频带选择判定。
从数字信号处理模块918发出的信号分量质量信息(933、935、937)被频带选择控制器910用来做出关于要由RF处理模块902使用的载波频带的设置的判定，例如，应该选择哪个频带从而哪个基站扇区发射机来接收下行链路通信。
图8的接收机901包括I/O接口907，其经由各个单元可以相互交换数据和信息的总线909，耦合到数字信号处理模块918以及频带选择控制器910。在其他实施例中，总线909可以被耦合到其他接收机组件，例如，数字滤波器916。经由将接收机901耦合到总线312的I/O接口907，接收机901可以与WT300的其他单元通信。经由接口907，被解码的下行链路业务信道信号可以被传送给例如一个或更多外部设备，诸如显示器和/或其他WT组件。
在图8中，频带选择控制器910的输出被用来控制RF处理模块902。在其他实施例中，频带选择模块910可以耦合到数字滤波器916和/或数字信号处理模块918，并且，频带选择控制器910的输出能用来控制数字滤波916和/或数字信号处理模块918。在这样的情况下，RF处理模块902接收信号并使接收信号的较宽部分通过，例如，多个频带，并且，依据从频带选择控制器910接收的控制信号，数字滤波916和/或数字信号处理模块918选择一部分接收信号进一步处理，并滤出或丢弃接收信号的其余部分。
图9是示出了依据本发明的示例性发射机信令的图1000。假设在图7的示例性的使用整个系统BW为5MHz 1001的每小区三个扇区的多小区无线通信系统800中，具有示例性无线终端，例如WT 801。假设无线终端801，例如，运动中的移动节点，当前正处在系统800中，因此它能够接收来自BS小区1扇区C发射机1002的一些信号，来自BS小区2扇区B发射机1004的一些信号，以及来自BS小区3扇区发射机1006的一些信号。假设先前WT801离发射机1002最近，但现在离发射机1004最近。
BS小区1扇区C发射机1002使用在1.25MHz BW频带1010内的载波频率f01008发送下行链路信号1020。信号1020包括由小长方形表示的用于WT的下行链路业务信道信号1021，以及由大阴影长方形表示的信标信号1024。信标信号被描绘为在尺寸上比普通信号大，以说明信标信号比普通信号具有在每音调基础上集中的高的多的传输能量，使得便于检测这样的信号。为关注的具体WT 801提供的下行链路业务信号1022，例如扩展频谱OFDM信号用阴影表示。另外，BS小区1扇区C发射机1002发送下行链路信号1026到具有载波频率f11012的1.25MHz频带1014内。下行链路信号1026包括信标信号1028。BS小区1扇区C发射机1002还发送下行链路信号1030到具有载波频率f21016的1.25MHz频带1018内。下行链路信号1030包括信标信号1032。在这个示例性实施例中，发射机1002在不同时间发送信标信号(1024、1028、1032)和普通信令(1021)。大多数时间，发射机1002发送普通下行链路信令1021，但是偶尔地，例如周期性地，发射机1002用集中在信标信号上的总或近似总扇区发送能量发送信标信号(1024、1028、1032)，代替普通信令。构造定时序列，使得发射机1002反复循环发送信标1024、1028、1032。
BS小区2扇区B发射机1004使用1.25MHz BW频带1014内的载波频率f11012发送下行链路信号1038。信号1038包括由小长方形表示的用于WT的下行链路业务信号1040，以及由大阴影长方形表示的信标信号1042。另外，BS小区2扇区B发射机1004发送下行链路信号1034到频带1010内。下行链路信号1034包括信标信号1036。BS小区2扇区B发射机1004还发送下行链路信号1044到频带1018内。下行链路信号1044包括信标信号1046。在这个示例性的实施例中，发射机1004在不同时间发送信标信号(1036、1042、1046)和普通信令(1040)。大多数时间，发射机1004发送普通下行链路信令1040，但是偶尔地，例如周期性地，发射机1004用集中在信标信号上的总或近似总扇区发送能量发送信标信号(1036、1042、1046)，代替普通信令。构造定时序列，使得发射机1004反复循环发送信标1036、1042、1046。
BS小区3扇区A发射机1006使用1.25MHz BW频带1018内的载波频率f21016发送下行链路信号1056。信号1056包括由小长方形表示的用于WT的下行链路业务信号1058，以及由大阴影长方形表示的信标信号1060。另外，BS小区3扇区A发射机1006发送下行链路信号1048到频带1010内。下行链路信号1048包括信标信号1050。BS小区3扇区A发射机1006还发送下行链路信号1052到频带1014内。下行链路信号1052包括信标信号1054。在这个示例性的实施例中，发射机1006在不同时间发送信标信号(1050、1054、1060)和普通信令(1058)。大多数时间，发射机1006发送普通下行链路信令1058，但是偶尔地，例如周期性地，发射机1006用集中在信标信号上的总或近似总扇区发送能量发送信标信号(1050、1054、或1060)，代替普通信令。构造定时序列，使得发射机1006反复循环发送信标1050、1054、1060。
在这个示例性的实施例中，以相同的发送功率电平发送每个信标信号(1024、1028、1032、1036、1042、1046、1050、1054、1060)。在其他的实施例中，假如WT知道分配给每个信标信号的发送功率或知道分配给不同信标信号的发送功率电平之间的关系，可以将不同的发送功率电平用于不同的信标信号。
图10是示出了WT接收机801的接收机天线处的示例性复合信号1002和相关联的频率信息的图1100。信号1002包括分量1104、1106、1108、1110、1112、1114、和1116。分量1104、1108、1112、和1116表示在关注的频带1010、1014、1018外部的噪声信号。
信号1106表示在具有载波频率f01008的频带1010内发送的信号1020、1034和1048的复合接收副本；信号1106还包括附加的噪声。例如由于信道增益，已适度地降低了发送的信标信号1024和普通信令1021、1022的幅度，得到接收的信号(1024’，1021’，1022’)。例如由于信道增益，已轻微地降低了发送的信标信号1036的幅度，得到接收的信标信号1036’。例如由于信道增益，已显著地降低了信标信号1050的幅度，得到接收的信标信号1050’。类似于关于图9所描述的，可以在不同的时刻接收图10的信号1024’、1022’和1021’、1050’、和1036’。
信号1110表示在具有载波频率f11012的频带1014内发送的信号1026、1038和1052的复合接收副本；信号1110还包括附加的噪声。例如由于信道增益，已轻微地降低了发送的信标信号1042和普通信令1040的幅度，得到接收的信号(1042’，1040’)。例如由于信道增益，已适度地降低了发送的信标信号1028的幅度，得到接收的信标信号1028’。例如由于信道增益，已显著地降低了发送的信标信号1054的幅度，得到接收的信标信号1054’。
信号1114表示在具有载波频率f21016的频带1018内发送的信号1030、1044和1056的复合接收副本；信号1114还包括附加的噪声。例如由于信道增益，已显著地降低了发送的信标信号1060和普通信令1058的幅度，得到接收的信号(1060’，1058’)。例如由于信道增益，已适度地降低了发送的信标信号1032的幅度，得到接收的信标信号1032’。例如由于信道增益，已轻微地降低了发送的信标信号1046的幅度，得到接收的信标信号1046’。
图11是示出了依据本发明由图8的接收机900对图10的示例性复合接收信号1102的示例性处理的图1200。包括接收机900的WT801当前连接到使用发射机1002发出下行链路业务信令的BS1扇区3，因此RF处理模块902由来自频带控制器910的信号1202控制，以选择具有载波频率f01008的频带1010。RF处理模块902从信号1102提取基带信号1106’，其是包括在信号1106中的滤波后的信息表示。信号1106’包括分别对应于信号(1021’、1022’、1024’、1036’、1050’)的普通信令1021”、专用于WT801的普通信令1022”、以及信标信号1024”、1036”、1050”。
箭头1206表示接收机链组件912、914、916的附加处理，例如，基带滤波、A/D转换和数字滤波。然后，信号被输入到数字信号处理模块918。信标识别模块927识别出信标信号1024”与小区1扇区C发射机1002相关联，该发射机1002使用载波频率f01008和频带1010作为它的分配频带，用于下行链路业务信道通信。信标识别模块927识别出信标信号1036”与小区2扇区B发射机1004相关联，该发射机1004使用载波频率f11012和频带1014作为它的分配频带，用于下行链路业务信道通信。信标识别模块927识别出信标信号1050”与小区3扇区A发射机1006相关联，该发射机1006使用载波频率f21016和频带1018作为它的分配频带，用于下行链路业务信道通信。
该识别的信标信息和信标信号1024”、1036”、和1050”被发给信号质量检测器926，在其中获得能量含量和/或SNR信息以及生成对应于信标信号(1024”、1036”、1050”)的质量估计信息(933、935、937)。在这个OFDM实施例中，在不使用定时同步模块或不必解码来自信标信号的调制信息的情况下，执行信标识别、信标信号测量、以及信号质量信息生成。在其他的实施例中，信息可能被调制在信标信号上，并可能使用广播解码模块。另外，在其他的实施例中，在生成质量估计值时，可以考虑附加的信息。例如，当估算对应于信标信号1024”的信道的质量时，可以考虑来自接收的普通信号1022”，例如发给具体WT801的下行链路业务信道信号的解码信息的误差率。另外，在不同的检测信标信号对应于例如来自另一个小区的相同载波的情况下，信标信号间的比率可被用于确定干扰电平。
质量估计信息1933基于处理的信标信号1024”的能量和/或SNR估计，并且对应于使用载波频率f0的发射机1002。质量估计信息2935基于处理的信标信号1036”的能量和/或SNR估计，并且对应于使用载波频率f1的发射机1004。质量估计信息1937基于处理的信标信号1050”的能量和/或SNR估计，并且对应于使用载波频率f2的发射机1006。
频带选择控制器接收信息933、935、和937，判定信道2的质量比信道1的质量好，其中信道1的质量比信道3的质量好，以及WT801应该改变它的连接点。在例如最小化服务中断的合适时间，频带选择控制器910发送信号1202’到RF处理模块902以改变选择到频率f1。
图12是示出了在WT 801已经改变了它的频带选择和连接点后的示例性发射机信令的图1300。WT 801能接收来自BS小区1扇区C发射机1002的一些信号，来自BS2扇区B发射机1004的一些信号，以及来自BS3扇区发射机1006的一些信号。假设先前WT 801离发射机1002最近，但现在离发射机1004最近。
BS小区1扇区C发射机1002使用频带1010内的载波频率f01008发送下行链路信号1320。信号1320包括由小长方形表示的用于WT的下行链路业务信号1321，以及由大阴影长方形表示的信标信号1024。另外，BS小区1扇区C发射机1002发送下行链路信号1326到具有载波频率f11012的频带1014内。下行链路信号1326包括信标信号1028。BS小区1扇区C发射机1002还发送下行链路信号1330到具有载波频率f21018的频带1018内。下行链路信号1330包括信标信号1032。
BS小区2扇区B发射机1004使用频带1014内的载波频率f11012发送下行链路信号1338。信号1338包括由小长方形表示的用于WT的下行链路业务信号1340，其中下行链路业务信号1340包括由具有阴影的小长方形表示的用于具体WT 801的下行链路业务信号1341，以及由大阴影长方形表示的信标信号1042。另外，BS小区2扇区B发射机1004发送下行链路信号1334到频带1010内。下行链路信号1334包括信标信号1036。BS小区2扇区B发射机1004还发送下行链路信号1344到频带1018内。下行链路信号1344包括信标信号1046。
BS小区3扇区A发射机1006使用频带1018内的载波频率f21016发送下行链路信号1356。信号1356包括由小长方形表示的用于WT的下行链路业务信号1358，以及由大阴影长方形表示的信标信号1060。另外，BS小区3扇区A发射机1006发送下行链路信号1348到频带1010内。下行链路信号1348包括信标信号1050。BS小区3扇区A发射机1006还发送下行链路信号1352到频带1014内。下行链路信号1352包括信标信号1054。
图13是相对于相邻扇区具有定时偏移1418的示例性信标信号1420的图1400，该描述为了进一步解释本发明的特征。图13包括依据本发明实现的示例性WT 1402，例如，图7的WT 801。假设该示例性系统是OFDM扩展频谱跳频系统，依据本发明使用信标信号。假设时间线1404表示WT接收机1402处的时间，WT 1402当前连接到其载波频带当前被用于下行链路业务信道信令的BS1扇区C发射机，并且WT 1402具有相对于BS1扇区C发射机同步的OFDM符号定时。示出了三个相继的OFDM符号时间间隔(1406、1408、1410)用于BS1扇区C发射机通信。同样，示出了三个相继的OFDM符号时间间隔(1412、1414、1416)用于BS2扇区B发射机通信。每个OFDM符号时间间隔(1406、1408、1410、1412、1414、1416)是近似相同的持续时间；然而，在BS1扇区COFDM符号时间间隔的开始与BS2扇区BOFDM符号时间间隔的开始之间有10％的偏移1418。这个定时偏移可能是由于例如基站定时发生器之间的差异，如不同的精确开始时间和/或由于在WT 1402和每个基站发射机之间的不同距离导致的差异。
如箭头1422指示，BS小区2扇区B OFDM信标信号1420已经被传送到WT 1402。在时间间隔1414期间，BS小区2扇区B OFDM信标信号1420出现在WT接收机1402处。然而，因为该WT相对于BS1扇区C发射机连接并同步，因此WT 1402只检测到信标信号1420 90％的能量，例如，它丢失了该信号的最后的10％。然而，在许多情况下，就支持来自相邻小区和/或扇区的信标信号的比较而言，这个相对高的能量检测等级和相对小的关联不确定量是令人满意的。依据本发明，在许多OFDM实施例中，接收机不需要相对于被处理的每个信标信号的定时来重新同步接收机。
图14是依据本发明的一个示例性实施例实现的示例性WT 1400的图1400。图14包括经由总线1404耦合在一起的接收机移动装置1401和发射机移动装置1402。总线1404还耦合到该WT的处理器、存储器和I/O设备，通过该I/O设备各个单元可以交换数据和信息。接收机1401包括RF处理模块1410、基带滤波模块1412、A/D模块1414、无线终端接收信号处理模块1416、和I/O接口1418。RF处理模块1410包括RF滤波模块1422，例如，可控通带滤波器。RF处理模块1410耦合到接收天线1406，通过天线1406，接收机1410能接收多个下行链路信号，该多个下行链路信号包括来自例如不同小区、不同扇区的多个BS扇区连接点的信标信号，和/或使用不同普通信令载波。依据本发明，来自使用其他载波发送用户数据的发射机的接收信标，将落于RF滤波模块(通带滤波器)1422被调谐到的相同载波频带内，因此避免了调整该RF频带以使用用于用户数据传输的其他频带从发射机接收信标的需要。即，如上讨论，发射机将信标信号不但发送到它们用来传送用户数据的频带，而且发送到邻近扇区、小区或在相同扇区中使用的其他载波的频带。除了来自没有与该无线终端建立通信链路的小区和/或扇区的信标信号之外，RF处理模块1410也能接收来自它正用作当前连接点的网络连接点的信标信号。用户数据/信息和控制信令，诸如导频、定时控制和功率控制信号也可以接收自当前网络连接点处的发射机，因为这些信号将在RF处理模块1410被设置的频带中发送。
来自RF处理模块1410的输出信号作为执行模拟滤波的基带滤波器1412的输入。然后滤波的信号被输入到A/D转换模块1414，其中，滤波的模拟信号被转换成输入到无线终端接收信号处理模块1416的数字信号。
无线终端接收信号处理模块1416接收该数字信号，执行DFT或FFT，执行能量估计，例如基于超过阈值的音调的能量等级来执行信标检测，执行例如诸如分配的普通信令的符号检测，确定与每个检测的信标相关联的发射机，基于信标信号能量比较来估算并确定要使用的网络连接点，并且当确定应该使用不同的网络连接点时启动切换请求。从无线终端接收信号处理模块1416输出的频带选择信号1420被输入到RF滤波器1422，并控制接收机1401被调谐到的载波频带的选择和切换发生时间的选择。
当模块1416确定应该执行切换时，从无线终端接收信号处理模块1416经由它的I/O接口1418通过WT总线1404，发送例如到新BS扇区连接点的切换请求的信号1424到发射机模块I/O接口1426。发射机模块1402耦合到发射天线1408，通过发射天线1408，WT能使用当前无线链路发送上行链路信号。该上行链路信号包括到例如BS扇区的当前网络连接点的请求，以启动到基于接收的信标信号选择的新网络连接点的切换的请求。无线终端接收信号处理模块1416输出的频带选择控制信号被提供给发射机模块1402。这个信号能被用于在合适的时间切换发射机和接收机载波频带到对应于新BS扇区连接点的频带，其中该合适的时间例如，恰好在对应于与新载波频率对应的可用于注册到新连接点的所分配专用上行链路段的时间之前。
图15是依据本发明的一个实施例实现的示例性无线终端接收信号处理模块1500的图。WT接收信号处理模块可以是图14的模块1416的示例性实施例。该示例性WT接收信号处理模块1500包括例如离散傅立叶变换和/或快速傅立叶变换(DFT/FFT)的傅立叶变换模块1502、能量估计模块1504、符号检测模块1506、阈值能量等级检测模块1508、阈值确定模块1510、控制模块1512、发射机信息确定模块1514、网络连接点确定模块1516、和切换控制模块1570。
DFT/FFT模块1502接收作为输入的接收信号1518，例如，在诸如OFDM符号传输时间周期的第一时间周期中的信号，所述信号包括多个信号音调，例如，在一个实施例中为113个音调。每个信号音调对应于下行链路频带内的不同频率。DFT/FFT模块1502对接收信号1518执行FFT或DFT，以生成并输出多个独立的信号分量(1520、1522、1524、...、1526)，每个信号分量(1520、1522、1524、...、1526)对应于该接收信号的不同频率。因此，模块1502用于执行时间到频率信号变换操作。DFT/FFT模块1502的输出信号分量(1520、1522、1524、...、1526)被输入到能量估计模块1504和符号检测模块1506。
能量估计模块1504对每个信号分量(1520、1522、1524、...、1526)执行能量估计，生成并输出相应的一组能量值(1528、1530、1532、...、1534)，每个能量估计对应于不同频率。符号检测模块1506检测并输出符号1536，例如，传送例如文本、音频或视频等的用户数据和/或控制数据的调制符号。
能量值(1528、1530、1532、...、1534)被输入到阈值确定模块1510和阈值能量等级检测模块1508。阈值确定模块1510包括平均器1560和缩放器1562。平均器1560接收能量值(1528、1530、1532、...、1534)并确定该接收信号的平均每频率能量。平均器1560的输出被输入到缩放器1562，其用大于四倍，例如5、20、99、150或更大倍数(取决于特定实施例)的因子来缩放所确定的平均能量，生成阈值等级输出信号1538。阈值等级信号1538被输入到阈值能量等级检测模块1508。
阈值能量等级检测模块1508将每个分量能量值(1528、1 530、1532、...、1534)与阈值等级1538进行比较。当能量值分量(1528、1530、1532、...、1534)之一超过阈值等级1538时，阈值能量等级检测模块生成并输出信标指示信号1540。检测模块1508还生成并输出信标能量/频率信息信号1542，其提供了指示例如音调的检测的信标信号分量的频率和该音调的检测出的能量等级的信息。
指示检测的信标信号存在的信标指示信号1540被输入到控制模块1512，控制模块1512触发发射机信息确定模块1514的控制信号1544以及网络连接点确定模块1516的控制信号1546。响应于检测的信标信号，控制信号(1544、1546)分别启动模块(1514、1516)中的操作，并控制信标处理动作。
发射机信息确定模块1514包括存储在能量信息1564中关于信标信号中检测到的能量的信息、存储在频率信息1566中关于检测的信标信号的频率的信息、以及可能的信标信息1568，例如，关于频率位置的存储信息，其中将出现不同网络连接点在该频率位置上发送的信标。发射机信息确定模块1514接收信标能量/频率信息信号1542，在能量信息1564中存储对应于接收信标的能量等级，并在频率信息1566中存储频率信息，例如，对应于高能量等级的音调标识。可能的信标信息1568包括，例如，对应于可能信标的期望频率和/或周期性以及发射机信息。发射机信息确定模块1514比较包括频率信息1566的接收信标的信息和可能的信标信息1568，以确定关于发送信标信号的发射机的信息，例如，扇区、小区、或发送所检测信标信号的扇区或小区中使用的载波频率。发射机信息确定模块1514输出对应于所检测信标信号的信息信号到网络连接点确定模块1516。例如，该输出信息信号可以包括功率信息1548、频率信息1550、小区识别信息1552、扇区识别信息1554、和/或载波识别信息1556。在一些实施例中，在不同时间，信标信号传送不同信息。
网络连接点确定模块1516包括多组信标信息(信标1信息1558、信标n信息1560)。每组信标信息(1558、1560)对应于接收的信标信号和一组确定的信息，该组确定的信息包括功率信息1548、频率信息1550、小区ID信息1552、扇区ID信息1554、和载波ID信息1556或从信息(1548、1550、1552、1554、1556)导出的信息中的至少一部分。网络连接点确定模块1516将每组信标信息(1558、1560)与通信系统中的网络连接点相关联，例如，使用特定载波频率的具体基站扇区发射机以及它相应的接收机。网络连接点确定模块1516比较不同网络连接点的信标信息(1558、1560)，并作出关于从一个网络连接点到不同网络连接点切换的判定。依据本发明，可能有各种类型的切换，包括小区间切换、扇区间切换、和/或载波间切换。例如，在一些实施例中，当与不同网络连接点相关联的信标具有比与当前网络连接点相关联的信标更高的能量值时，网络连接点确定模块1516启动到不同网络连接点的切换请求。依据本发明，可能有对切换判定处理过程的众多变形。例如，在一些实施例中，在执行比较以作出切换确定之前，可以对来自网络连接点的多个信标的信标能量等级在时间上滤波，例如平均。在一些实施例中，对当前和潜在连接点信标之间的差额进行测量，并将其与切换基准进行比较，该切换基准用于确定是否存在足够大的功率电平差值，以调整切换。在一些实施例中，在切换判定中使用并考虑最小可接受的信标能量等级，例如，低于预先选择能量等级的信标不被考虑作为切换候选。
当网络连接点确定模块1516基于信标信号分量能量信息，判定要请求到另一个例如在不同小区内、在不同扇区内、在使用不同载波的相同扇区内的网络连接点的切换时，模块1516发送连接点选择信号1562到切换控制器1570。切换控制器1570控制WT关于切换过程的操作。切换控制器1570包括频带选择控制模块1572。切换控制器1570接收连接点选择信号1562，例如，请求从网络连接点到对应于所检测信标信号的新网络连接点改变的信号。对应于接收的改变请求，切换控制器1570生成切换请求信号1576，传送到该WT的发射机模块。切换请求信号1576通过当前空中链路作为上行链路信号被发送到当前BS扇区网络连接点，并被转发给被选择作为新网络连接点的BS扇区网络连接点。对于小区间切换请求，在当前和所请求的BS扇区网络连接点之间的转发经由回程链路，而对于小区内扇区间切换或扇区内载波间切换请求，所述转发和发送信号是在BS内部。
接收并检测的符号1536中包含分配信号等，诸如，例如所请求BS扇区网络连接点的专用资源的分配，该专用资源例如，给WT的将用于注册到新网络连接点的标识符和/或专用上行链路段。所述分配经由当前建立的无线链路被传送到WT。到新网络连接点的新无线链路的建立中将使用由WT使用的该专用上行链路段，例如专用接入段，其为相对于与所请求网络连接点对应的信标信号的、特定OFDM传输时间间隔期间的一组音调。例如，在小区间切换的情况下，该专用上行链路段被用于发送将由新BS扇区连接点用来生成定时和/或功率调整信号的上行链路定时和/或功率控制信号，该定时和/或功率调整信号将被发送到WT以调整它的上行链路信令。
切换控制器1570接收来自新请求的BS扇区连接点的专用资源的分配1574；使用对应于新扇区连接点的定时和/或数据链路组帧信息，例如，关于在哪个时隙期间，哪个音调被用于哪种类型的数据的信息；并使用与新BS扇区连接点相关联的信标和所分配的上行链路专用段之间的定时关系，来判定何时终止旧无线链路，切换到新频带，假设新BS扇区连接点使用与当前BS扇区连接点不同的频带；并建立与新BS扇区连接点的新无线链路。频带选择控制器1572在适当的时间生成频带选择信号1578。频带选择信号1572被发送到单个链接收机的RF处理模块以切换频带。
图16包括图16A和图16B的组合，是依据本发明的操作能被用于示例性正交频分复用(OFDM)通信系统中的无线终端(WT)，例如，诸如WT 300的移动节点，的示例性方法的流程图1600。在步骤1602开始操作，其中该WT被通电并被初始化以接收来自基站的下行链路信号。操作从步骤1602进行到步骤1604。在步骤1604，在第一时间周期中，操作WT以接收对应于包括多个音调的第一频带的信号。该信号包括多个信号音调，其可以携带或可以不携带信息，例如，在一些音调上可能没有发送功率。该信号音调可以包括用户数据、控制信号和/或信标信号。信标信号可以已由例如基站扇区发射机的发射机发送，WT将该发射机用作网络连接点，并从该发射机或另一发射机接收数据，该另一发射机例如，对应于相邻扇区、小区或WT从其接收用户数据并作为WT的当前网络连接点的相同扇区中的另一载波频率的发射机。因此，当信标信号在WT的当前频带内被接收时，它实际上可以对应于使用在当前频带外的载波频率发送并接收例如文本、音频、视频等用户数据的发射机，所述信号可能包括信标信号。在一些实施例中，第一时间周期是符号传输时间周期。在步骤1604接收的信号中包括的不同音调上可以接收多个符号，例如，每音调一个。操作从步骤1604进行到步骤1606。
在步骤1606，操作WT以执行所述接收信号的时间到频率转换，以生成对应于第一频带中不同信号音调的一组信号分量。输出通常包括用于第一频带中每个音调的一个信号分量，在一个时间点，其被用于传送信标信号分量或传达用户数据或控制信息的符号。在一些实施例中，执行时间到频率转换时，WT使用离散傅立叶变换(DFT)，而在其他实施例中，执行时间到频率转换时，WT使用快速傅立叶变换。
然后，在步骤1608，WT确定对应于所述第一频带内不同频率的多个不同信号分量的每一个的能量，以生成一组每信号音调能量值，每个每信号音调能量值对应于不同音调。这能使用多种公知的信号能量测量技术中的任何一个完成。在信标检测阈值根据一个或更多接收信号动态生成的情况下，操作由步骤1608进行到阈值生成步骤1612。操作也由步骤1608进行到步骤1610，其中执行接收信号的处理，以检测信标信号的存在。
步骤1612是用于各个实施例的可选步骤，其使用动态生成的用于检测信标音调的阈值。在步骤1612，WT从至少一个接收信号生成阈值。步骤1612包括子步骤1614、1616、1618、和可选的子步骤1620。在子步骤1614，WT合计从步骤1608获得的该组每信号音调能量值的总能量。例如，如果第一频带包括X个音调，在一些但不必需是所有实施例中X是100以上，将该X个音调的能量一起求和，以生成接收信号的总信号能量的估计。接下来，在子步骤1616，WT将步骤1614确定的能量总值除以接收信号中的例如X的音调数量，例如，获得平均每音调能量值。操作从子步骤1616进行到子步骤1618，在子步骤1618中，操作WT用大于4，例如，取决于实现，5、6、10、20、100或更大倍数的因子缩放步骤1616的结果，以获得阈值。
在一些实施例中，操作由子步骤1618直接进行到步骤1610，其使用生成的阈值。在其他实施例中，操作由子步骤1618进行到子步骤1620，其执行平均操作。在子步骤1620，操作WT以将步骤1618的阈值与以前生成的阈值进行组合，例如平均，来获得滤波的阈值。在一些这样的实施例中，该动态生成的阈值是根据包括至少一个接收信号的信号生成的，该至少一个接收信号是在继续第一时间周期的OFDM符号传输时间周期中接收的。在步骤1610中使用从步骤1618或步骤1620输出的阈值。
在一个示例性的跳过步骤1620的实施例中，确定动态生成的阈值将基于在第一时间周期期间的接收信号，例如，信标被检测的相同OFDM符号传输时间周期，且不基于先前的OFDM符号传输时间周期。
在一些实施例中，省略了动态阈值生成步骤1612，并且步骤1610使用固定阈值，例如，存储值。在一些实施例中，该存储的固定阈值是多个存储的阈值之一。在一个这样的实施例中，WT使用该组存储阈值中最高的存储值开始操作一段预先确定的时间量，并且如果没检测到信标，然后在时间上逐步地改变，例如降低，用于阈值的所选存储值，直到检测到信标。
返回到步骤1610，在步骤1610，操作WT以将所述多个不同信号分量中每一个的确定的能量与信标信号阈值能量等级进行比较，信标信号阈值能量等级是在步骤1612确定的或是预先选择的值。信标检测阈值大于所述接收信号的平均每音调信号能量。操作从步骤1610进行到步骤1622。
在步骤1622，WT确定是否步骤1610的任何比较指示已经超过阈值等级，这指示在具有超过阈值的能量值的音调处已经检测到了信标信号分量。如果至少一个信号分量已经超过阈值等级，操作从步骤1622进行到连接节点B1626。然而，如果没有超过阈值，操作进行到连接节点A1624。
从连接节点B1626，操作在步骤1630和步骤1632中继续。在步骤1630，操作WT以识别具有不超过阈值的能量等级的音调为数据/控制音调，而在步骤1632中，WT识别包括至少一个音调的具有超过阈值的能量等级的音调为信标音调。操作从步骤1630进行到步骤1634，其处理不超过信标阈值的音调。
从连接节点A1624，操作进行到步骤1628，其中，操作WT以识别整组比较的音调为数据/控制音调。操作从步骤1628进行到步骤1634。
在步骤1634，操作WT以检测在识别的数据/控制音调上的所述接收信号中包括的OFDM符号，例如，OFDM调制符号。这通常包括使用已经与发送该数据/控制音调的基站的符号定时同步的时钟信号，例如，与当前网络连接点同步的时钟。数据/控制音调可以传达源于进行接收的WT经由网络连接点与其具有通信会话的其他WT的用户数据、功率控制信道信息、定时控制信息、分配信息、和/或确认信息。
返回到步骤1632，操作从步骤1632进行到步骤1636，其中操作WT以生成指示信标信号存在的指示信号。操作从步骤1636进行到步骤1638。在步骤1638，操作WT以存储对应于识别的信标音调的确定的能量和频率的信息。在步骤1640，例如基于信标信号的频率，WT确定对应于检测的信标信号的载波频率。它还根据对应于信标音调的频率确定扇区ID和小区ID。操作从步骤1640进行到步骤1642。在步骤1642，WT存储对应于接收信号和识别的信标音调的确定的识别信息。操作从步骤1642进行到步骤1644及步骤1646。因为信标信号检测和解释主要基于接收信标的例如音调的分量的频率，和/或在特定频率上接收信标信号的间隔，因此，在WT不用取得或维持与信标信号的发射机的符号定时同步的情况下，能从信标信号获得发射机信息。
在步骤1644，操作WT以在例如符号传输周期的下一个时间间隔中处理另一个信号。经由连接节点C1650，操作由步骤1644进行到步骤1604，例如在下一个OFDM符号间隔期间，其用于下一个接收信号的接收和处理。
在步骤1646，操作WT以检查是否已经检测到对应于不同发射机，例如，不同小区、扇区、或在使用不同载波频率的扇区内的不同发射机，的至少两个信标信号并且存储信息。如果已经检测到对应于不同发射机的信标，那么操作进行到步骤1648，在其中，操作WT以基于与对应于不同检测信标的信号分量相关联的能量的比较，确定使用哪个基站扇区作为网络连接点。例如，在步骤1648，WT可以选择对应于与最高能量等级相关联的信标的连接点。该选择可以服从各种切换基准，以防止载波之间频繁和/或不必要的切换。例如，在选择不同于当前网络连接点的网络连接点之前，需要与被考虑的特定连接点相关联的信标信号分量的功率电平超过与另一个网络连接点相关联的信标信号的功率电平达预先确定的时间。
操作由步骤1648进行到步骤1650，在其中比较所选网络连接点和当前网络连接点。如果它们不同，指示需要切换，操作进行到步骤1652，在其中WT启动到新选连接点的切换。在一些实施例中，这包括经由当前网络连接点发送一个或更多信号到新网络连接点，并经由当前连接点接收一个或更多专用空中链路资源。
假设新网络连接点使用不同于当前网络连接的载波频率，操作将由步骤1652进行到步骤1654，在其中WT切换它的接收机和发射机频带到新网络连接点的频带。操作由步骤1654进行到步骤1644。如果新网络连接点的频带与旧网络连接点的相同，就不需要WT频带的改变，并且跳过步骤1654，操作从步骤1652进行到步骤1644。
随着信号条件改变，例如，由于WT改变位置或由于其他条件，基于接收的信标信号，在时间上重复地重新估算网络连接点的选择，WT在网络连接点和载波频率之间切换。
在一些但不必需是全部实施例中，使用用于发送用户数据和/或非信标控制信号的信号音调的平均每音调信号能量的10、20、30或更多倍数的每音调信号能量，发送信标信号音调。在单个音调信标信号的情况下，能容易地从构成该信标信号的单个高功率音调的频率确定该信标信号的频率。
基于对接收自两个不同信标发射机的信标信号中的检测能量的比较，已描述了载波之间的选择，但能够理解，该比较包括在时间上平均接收自发射机的信标信号的功率，以创建对应于第一发射机的平均接收信标功率，以及然后对应于第二发射机的另一个平均接收信标功率。然后，比较这两个平均值，以确定在一个时间周期上平均哪个信标信号更强，然后选择与在几个时间周期上已经被确定为是更强的信标信号相关联的载波。或者，在时间上累加总信标信号功率，并且然后对于接收自不同发射机的信标信号比较该总信标信号功率。在每种情况下，载波频率的选择应基于在来自不同发射机的一个或多个信标信号中接收的能量的比较。
虽然主要在OFDM系统的环境中进行了描述，但本发明的方法和装置适用于包括许多非OFDM和/或非蜂窝系统的广泛范围的通信系统。
使用一个或更多模块来执行对应于本发明一个或更多方法的步骤，实现这里描述的各个实施例节点，例如，载波频带选择、数字信号处理、能量检测/SNR检测、解码、定时同步、信号质量检测等。在一些实施例中，使用模块实现本发明的各个特征。这样的模块可以使用软件、硬件或软件及硬件的组合实现。能使用诸如软件的机器可执行指令实现上面描述的许多方法或方法步骤，机器可执行指令包括在诸如存储设备的机器可读介质中，例如RAM、软盘等，以控制例如具有或不具有附加硬件的通用计算机的机器，实现全部或部分上面描述的方法，例如在一个或多个节点中。因此，本发明涉及包括机器可执行指令的机器可读介质，机器可执行指令用于使例如处理器和相关联硬件的机器执行上面描述方法的一个或多个步骤。
考虑到本发明上面的描述，对本领域技术人员来说，对上面描述的本发明的方法和装置的众多额外更改将是显然的。这样的更改将被认为是在本发明的范畴之内。本发明的方法和装置，并且在各个实施例中，可以使用CDMA、正交频分复用(OFDM)、和/或可以用于提供接入节点和移动节点之间的无线通信链路的各种其他类型通信技术。在一些实施例中，使用OFDM和/或CDMA建立与移动节点的通信链路的基站实现为接入节点。在各个实施例中，用笔记本式计算机、个人数据助理(PDA)、或包括用于实现本发明方法的接收机/发射机电路以及逻辑和/或例程的便携式设备实现移动节点。
权利要求
1.一种用于OFDM通信系统中无线终端的通信方法，所述方法包括在第一频带中接收第一信号，所述第一信号包括多个信号音调，每个信号音调对应于不同频率；对所述接收信号执行时间到频率转换，以生成对应于所述第一频带中不同信号音调的一组信号分量；确定对应于所述第一频带内不同信号音调的多个不同信号分量中的每一个的能量，以生成一组每信号音调能量值，每个每信号音调能量值对应于不同频率；从所述信号分量的每音调能量值中，检测对应于信标信号的信号分量；并且基于被检测到对应于信标信号的所述信号分量的频率，确定对应于所述信标信号的载波频率。
2.如权利要求1所述的通信方法，其中，对应于所述信标信号的所述载波频率不同于用于与当前网络连接点通信的当前载波频率；并且其中，对应于所述信标信号的所述载波频率位于由发送所述检测到的信标信号分量的网络连接点用于发送用户数据的第二频带内，所述检测到的信标信号分量位于所述第二频带外。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括根据在从所述当前网络连接点接收的至少一个信标信号分量中包含的能量值和所述检测到的信标信号分量中包含的能量值的函数，做出切换判定，所述检测到的信标信号分量已由不同于所述当前网络连接点的网络连接点发送。
4.如权利要求1所述的方法，其中，从所述信号分量的每音调信号能量值中检测对应于信标信号的信号分量包括将所述多个不同信号分量的每一个的所述确定的能量同大于所述接收信号的平均每音调信号能量的阈值能量等级进行比较。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述阈值能量等级是所述第一频带中所述接收的第一信号的平均每音调信号能量的至少N倍，其中，N是大于5的正值。
6.如权利要求4所述的方法，其中，所述阈值能量等级是所述第一频带中所述接收的第一信号的平均每音调信号能量的至少N倍，其中，N是大于20的正值。
7.如权利要求4所述的方法，其中，所述阈值能量等级是所述第一频带中所述接收的第一信号的平均每音调信号能量的至少N倍，其中，N是大于99的正值。
8.如权利要求4所述的方法，其中，所述阈值能量等级是所述第一频带中所述接收的第一信号的平均每音调信号能量的至少N倍，其中，N是大于150的正值。
9.如权利要求4所述的通信方法，其中，所述执行时间到频率转换的步骤是使用离散傅立叶变换(DFT)和快速傅立叶变换(FFT)之一执行的。
10.如权利要求6所述的方法，进一步包括响应于检测到对应于信标信号的信号分量的存在，基于超过所述阈值的所述信号分量的频率，确定扇区ID和小区ID的至少之一。
11.如权利要求10所述的方法，其中，在第一时间周期期间接收所述接收符号，所述第一时间周期是符号传输时间周期。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括步骤在不具有超过所述阈值的能量等级的音调上，检测所述第一接收信号中包含的OFDM符号。
13.如权利要求4所述的方法，其中，所述阈值是动态生成的阈值，所述方法进一步包括根据至少一个接收信号生成所述阈值。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述至少一个接收信号包括多个音调，所述生成所述阈值的步骤包括确定所述至少一个接收信号的每音调能量。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述每音调能量对应于所述至少一个接收信号的总能量除以包括在所述至少一个接收信号中的不同音调的数量，每个音调对应于不同频率。
16.如权利要求13所述的方法，其中，所述至少一个接收信号是在接收所述第一信号的所述第一时间周期之前的OFDM符号传输时间中接收的信号。
17.如权利要求13所述的方法，其中，所述至少一个接收信号是所述第一接收信号。
18.如权利要求4所述的方法，进一步包括存储被确定为具有超过所述阈值能量等级的信号分量能量等级的所述接收信号中的第一信号分量的所述确定的能量和频率的信息。
19.如权利要求18所述的方法，其中，从与执行所述接收步骤的所述无线终端所位于的基站扇区对应的基站扇区发射机，接收所述第一信号分量。
20.如权利要求18所述的方法，其中，在第一时间周期中接收所述第一信号，所述方法进一步包括在第二时间周期中接收第二信号，所述第二信号包括多个信号音调，所述第二信号中的每个信号音调对应于不同频率；对所述接收的第二信号执行时间到频率转换，以生成对应于所述第一频带中不同信号音调的第二组信号分量；确定所述第二组信号分量中多个不同信号分量中的每一个的能量，以生成第二组每信号音调能量值，所述第二组每信号音调能量值中的每个每信号音调能量值对应于不同频率；将所述多个不同信号分量中每一个的所述确定的能量同所述阈值能量等级进行比较；并且当所述比较步骤确定超过所述阈值能量等级时，生成指示第二信标信号存在的第二指示信号。
21.如权利要求19所述的方法，进一步包括基于对所述第一信号分量的所述确定的能量和被确定为具有超过所述阈值能量等级的能量等级的所述第二信号中所述信号分量的所述确定的能量的比较，确定使用哪个基站扇区作为网络连接点。
22.如权利要求1所述的方法，其中，所述当前网络连接点是小区的第一扇区，并且其中所述检测到的信标信号是由所述小区的不同扇区发送的。
23.如权利要求1所述的方法，其中，所述当前网络连接点是小区的第一扇区，并且其中所述检测到的信标信号是由不同小区的不同扇区发送的。
24.如权利要求1所述的方法，其中，所述当前网络连接点是对应于小区的第一扇区中使用的第一载波的第一模块，并且其中所述检测到的信标信号是由对应于所述小区的所述第一扇区中使用的第二载波的第二模块发送的，所述第二模块用作所述小区的所述第一扇区中的第二网络连接点。
25.一种在通信系统中使用的无线终端，所述无线终端包括用于在第一时间周期中接收信号的装置，所述信号包括多个信号音调，每个信号音调对应于不同频率；用于对所述接收信号执行时间到频率转换，以生成对应于第一频带中不同信号音调的一组信号分量的装置；用于确定对应于所述第一频带内不同频率的多个不同信号分量中的每一个的能量，以生成一组每信号音调能量值的装置，每个每信号音调能量值对应于不同频率；用于将所述多个不同信号分量中每一个的所述确定的能量同大于所述接收信号的平均每信号音调能量的阈值能量等级进行比较，以检测对应于信标信号的信号分量的装置；以及用于确定是否应该启动到一个网络连接点的切换的装置，所述网络连接点发送了被检测到的信标信号，并使用不同于所述无线终端用来与当前网络连接点通信的载波频率的载波频率发送用户数据。
26.如权利要求25所述的无线终端，其中，所述阈值能量等级是所述第一频带中所述接收信号的平均每信号音调能量的至少N倍，其中，N是大于5的正值。
27.如权利要求25所述的无线终端，其中，所述阈值能量等级是所述第一频带中所述接收信号的平均信号能量的至少N倍，其中，N是大于150的正值。
28.如权利要求25所述的无线终端，其中，所述用于执行时间到频率转换的装置是使用离散傅立叶变换(DFT)和快速傅立叶变换(FFT)之一执行的。
29.如权利要求28所述的无线终端，进一步包括用于基于超过所述阈值的所述信号分量的频率，确定扇区ID和小区ID至少之一的装置。
30.如权利要求29所述的无线终端，其中，所述第一时间周期是OFDM符号传输时间周期。
31.如权利要求30所述的无线终端，进一步包括符号检测模块，其在不具有超过所述阈值的能量等级的音调上，检测包括在所述接收信号中的符号。
32.如权利要求25所述的无线终端，其中，所述阈值是动态生成的阈值，所述无线终端进一步包括阈值生成模块，其耦合到所述用于执行时间到频率转换的装置。
33.如权利要求25所述的无线终端，进一步包括用于存储在所述第一时间周期期间接收的第一信号分量的所述确定的能量和频率的信息的装置，所述第一信号分量被确定为具有超过所述阈值能量等级的信号分量能量等级。
34.如权利要求33所述的无线终端，其中，从与执行所述接收步骤的所述无线终端所位于的基站扇区对应的基站扇区发射机，接收所述第一信号分量。
35.如权利要求33所述的无线终端，其中，所述第一信号分量中包含的大部分能量是从一个基站扇区接收的，该基站扇区对应于与接收所述第一信号分量的无线终端所位于的基站扇区相邻的基站扇区。
36.如权利要求33所述的无线终端，进一步包括用于在第二时间周期中接收第二信号的装置，所述第二信号包括多个信号音调，所述第二信号中的每个信号音调对应于不同频率；用于对所述接收的第二信号执行时间到频率转换，以生成对应于所述第一频带中不同信号音调的第二组信号分量的装置；用于确定所述第二组信号分量中多个不同信号分量中的每一个的能量，以生成第二组每信号音调能量值的装置，所述第二组每信号音调能量值中的每个每信号音调能量值对应于不同频率；用于将所述多个不同信号分量中每一个的所述确定的能量同所述阈值能量等级进行比较的装置；并且用于确定是否应该启动切换的装置。
37.如权利要求34所述的无线终端，进一步包括用于基于对所述第一信号分量的所述确定的能量和被确定为具有超过所述阈值能量等级的能量等级的所述第二信号中所述信号分量的所述确定的能量的比较，确定使用哪个基站扇区作为网络连接点的装置。
全文摘要
描述了在采用多个载波频率的无线通信系统中的载波频率选择和切换启动方法。尽管接收机被调谐到单个频带，但是，基于对应于当前使用载波的一个或更多信标信号分量以及对应于可供选择的载波的一个或更多信标分量的相对能量，做出载波选择和切换判定。移动节点可以使用具有可控RF滤波器的单个RF链，来接收并处理包括来自不同发射机的分量的第一所选载波频带内的信号，例如，用第一当前所选频带识别的第一信号分量以及用第二可供选择频带识别的第二信号分量。可以从对应于多个符号传输时间周期的信号获得该信号分量，例如，来自不同发射机的信标信号分量。对第一和第二信号分量执行独立的信号能量测量。比较信号分量能量，并做出关于是否应该启动切换的判定。
文档编号H04B1/38GK1998146SQ200480043337
公开日2007年7月11日 申请日期2004年10月15日 优先权日2004年4月15日
发明者拉吉弗·拉罗亚, 厉隽怿, 弗兰克·A·兰尼 申请人:高通弗拉里奥恩技术公司