CN102165706B - 在w-cdma硬切换中的小区时序捕获 - Google Patents

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Abstract

首先尝试通过检测主同步信道(P-SCH)来检测目标切换小区，并随后检测公共导频信道(CPICH)，来检测小区时序。如果失败了，则在CPICH上使用全窗口搜索执行N次重试。在不借助源自P-SCH的任何时隙时序信息的情况下，进行全窗口盲CPICH搜索。在保持良好信道状况下的快速捕获方法的益处的同时，性能能够得到改善。尽管全窗口搜索更加耗时，但其具有更强的CPICH传输的益处。在良好信道状况下，移动设备使用普通的时序捕获方法而快速运行。在失败时，移动设备转换到较长时间的搜索(该搜索具有成功完成硬切换过程的较高概率)。总体的效果是：获得较高的硬切换成功率，而不会始终增加在小区时序捕获过程中花费的时间。

Description

在W-CDMA硬切换中的小区时序捕获
技术领域
概括地说，本发明涉及用户装置的异频硬切换，具体地说，本发明涉及在会破坏与目标小区的同步的复杂信道状况下的此类切换。
背景技术
当移动设备由网络控制来执行从一个小区向另一个小区的硬切换时，该移动设备必须迅速获取目标切换小区的时序，以便重新建立用户业务。多种情形都会使得异频硬切换成为必须。例如，在热点(hot-spot)情境下，某一小区使用比周围的小区更多的载波。在另一个例子中，层级式小区结构是宏层、微层、毫微微层处于不同频率的小区结构。在另一个例子中，在不同的运营商之间进行切换。在另一个例子中，在不同的无线接入技术系统(例如，UMTS TDD、UMTS FDD和GSM)之间进行切换。
目标切换小区由其频率和主扰码(PSC)来确定。一般来说，这通过如下步骤来实现：首先搜索主同步信道(P-SCH)以检测时隙级(slot-level)时序；随后，使用该时隙时序假设和指定的PSC，以相对较小的搜索窗口来检测公共导频信道(CPICH)。由于是P-SCH检测到的时序，所以对于CPICH的搜索窗口会较小。在很多网络结构中，P-SCH信道功率电平远低于CPICH的信道功率电平。在复杂信道状况下，移动设备极难检测到P-SCH信道。当首次尝试获取小区时序失败时，本发明通过在传统时序捕获技术和经过改进的时序捕获技术之间进行动态转换来改善复杂信道状况下的硬切换性能。
发明内容
下面给出简要概述，以提供对本发明所公开方面中的一些方面的基本理解。该概述并不是泛泛概括，也不旨在标识所述方面的关键或重要元件或者描述所述方面的保护范围。其目的仅在于作为后文所提供更详细描述的序言，以简化形式提供所描述的特征的一些概念。
根据一个或多个方面及其相应的公开内容，结合在复杂信道状况下，通过首先尝试通过检测主同步信道(P-SCH)来检测目标切换小区，并随后检测公共导频信道(CPICH)，来检测小区时序描述了各个方面。如果失败了，则通过在CPICH上使用全窗口搜索来执行N次重试。有利的是，进行全窗口盲CPICH搜索，而不借助源自P-SCH的任何时隙时序信息。在保持在良好信道状况下的快速捕获方法的益处的同时，性能能够得到改善。尽管全窗口搜索更加耗时，但其具有更强的CPICH传输的益处。在良好信道状况下，移动设备使用普通的时序捕获方法而快速运行。在失败时，移动设备转换到较长时间的搜索(该搜索具有成功完成硬切换过程的较高概率)。总的效果是：获得较高的硬切换成功率，而不会始终增加在小区时序捕获过程中花费的时间。
在一个方面，一种方法在复杂信道质量环境下执行异频硬切换。尝试捕获目标基节点的同步信道，以确定时隙时序，随后，对公共导频信道进行部分窗口搜索，以确定小区时序。确定未能捕获所述目标基节点。在不借助于时隙时序信息的情况下，对所述公共导频信道(CPICH)执行全窗口盲搜索，以便在硬切换期间以较高的成功率来捕获所述目标基节点，而不会始终增加在小区时序捕获过程中花费的时间。
在另一个方面，至少一个处理器在复杂信道质量环境下执行异频硬切换。第一模块尝试捕获目标基节点的同步信道，以确定时隙时序，随后，对公共导频信道进行部分窗口搜索，以确定小区时序。第二模块确定未能捕获所述目标基节点。第三模块在不借助于时隙时序信息的情况下，对所述公共导频信道(CPICH)执行全窗口盲搜索，以便在硬切换期间以较高的成功率来捕获所述目标基节点，而不会始终增加在小区时序捕获过程中花费的时间。
在另一个方面，一种计算机程序制品在复杂信道质量环境下执行异频硬切换。计算机可读存储介质包括：第一代码集，用于使得计算机尝试捕获目标基节点的同步信道，以确定时隙时序，随后，对公共导频信道进行部分窗口搜索，以确定小区时序。第二代码集用于使得所述计算机确定未能捕获所述目标基节点。第三代码集用于在不借助于时隙时序信息的情况下，使得所述计算机对所述公共导频信道(CPICH)执行全窗口盲搜索，以便在硬切换期间以较高的成功率来捕获所述目标基节点，而不会始终增加在小区时序捕获过程中花费的时间。
在另一个方面，一种装置在复杂信道质量环境下执行异频硬切换。提供了用于尝试捕获目标基节点的同步信道，以确定时隙时序，随后，对公共导频信道进行部分窗口搜索，以确定小区时序的模块。提供了用于确定未能捕获所述目标基节点。提供了用于在不借助于时隙时序信息的情况下，对所述公共导频信道(CPICH)执行全窗口盲搜索，以便在硬切换期间以较高的成功率来捕获所述目标基节点，而不会始终增加在小区时序捕获过程中花费的时间。
在另一个方面，一种装置在复杂信道质量环境下执行异频硬切换。接收机尝试捕获目标基节点的同步信道，以确定时隙时序，随后，对公共导频信道进行部分窗口搜索，以确定小区时序。控制器确定未能捕获所述目标基节点。所述接收机在不借助于时隙时序信息的情况下，对所述公共导频信道(CPICH)执行全窗口盲搜索，以便在硬切换期间以较高的成功率来捕获所述目标基节点，而不会始终增加在小区时序捕获过程中花费的时间。
为了实现前述和相关目的，所述一个或多个方面包括下文将充分描述并在权利要求中具体指明的各种特征。下文的说明书和附图详细阐明了某些示例性方面，并且仅仅指示应用所述方面之基本原理的一些不同方法。结合附图，根据下文的具体实施例，本发明的其它优势和新颖性特征将变得显而易见，本文所描述的方面旨在包括所有这些方面及其等价物。
附图说明
结合附图，根据下文的具体实施例，本发明的特征、本质和优势将变得显而易见，在附图中，类似的附图标记用于通篇标识相应的内容，其中：
图1示出了无线通信系统的框图，其中，用户装置(UE)从源无线接入网(RAN)的覆盖区域移动至保证异频硬切换的邻近RAN。；
图2示出了同步信道的图示。
图3示出了经过增强以支持切换的通信系统的框图。
图4示出了根据用于支持切换的一个方面的多址无线通信系统的图示。
图5示出了W-CDMA协议结构的图示。
图6示出了针对通信设备的通信信道，其具有无线承载(RB)级、逻辑信道、传输信道和物理信道。
图7示出了用于进行异频硬切换的方法的流程图。
图8示出了在WCDMA硬切换过程中，用于优化小区时序捕获的时序图。
图9示出了用户装置(UE)的框图，其具有使得计算机执行用于在切换期间辅助降低下行链路延迟的功能的模块。
图10示出了用户装置(UE)的框图，其具有用以执行用于在切换期间辅助降低下行链路延迟的功能的单元。
具体实施方式
在宽带码分多址(WCDMA)系统中，一些同步信道，诸如主同步信道(P-SCH)、辅同步信道(S-SCH)和公共导频信道(CPICH)，用于寻找、检测新小区。在当前小区与目标小区处于相同的频率时，使用三个步骤的处理过程来执行同频小区捕获和同步：第一，使用P-SCH来检测新小区。第二，在检测到了新小区时，使用S-SCH来寻找该新小区的时序和扰码组。第三，在寻找到了新小区的时序时，使用CPICH来测量该新小区的信号强度。
然而，在当前小区与目标小区处于不同的频率时，就执行异频小区捕获和同步。由于需要相当冗长的时间以及频繁地限制设备处于单一模式，所以并不执行使用S-SCH以得到时序和扰码组的第二步骤。从而，异频切换检测PSCH以得到时隙时序，随后处理CPICH。有利地，当捕获小区时序失败时，对CPICH执行全窗口盲搜索而不借助于时隙时序信息，以便增加完成异频硬切换的成功率。
现在参照附图描述各个方面。在下文的描述中，为便于解释，给出了大量具体细节，以便提供对一个或多个方面的全面理解。然而，很明显，也可以不用这些具体细节来实现所述实施例。在其它例子中，以方框图形式示出公知结构和设备，以便描述这些方面。
在本申请中所用的“部件”、“模块”、“系统”以及类似的术语意指与计算机相关的实体，其可以是硬件、软硬件结合、软件或者执行中的软件。例如，部件可以是、但并不仅限于：处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行的线程、程序或计算机。举个例子，服务器上运行的应用程序和服务器都可以是部件。执行中的线程和/或处理进程可以有一个或多个部件，并且，一个部件可以位于一台计算机上和/或分布于两台或更多台计算机之间。
本申请中使用的“示例性的”一词意味着用作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性”的任何方面或设计方案不应被解释为比其它方面或设计方案更优选或更具优势。
此外，本发明的一个或多个方面可以实现成方法、装置或使用标准编程和/或工程技术的制品，用以制造软件、固件、硬件或其任意组合，从而控制计算机来实现所述方面。本申请中使用的术语“制品”(或“计算机程序制品”)涵盖可从任何计算机可读设备、载体或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质包括，但不限于：磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带等)、光盘(例如，压缩磁盘(CD)、数字多功能盘(DVD)等)、智能卡和闪存设备(例如，卡、棒)。另外，应当认识到，载波可用以携带计算机可读电子数据(诸如在发射和接收电子邮件时使用的或在接入诸如互联网或局域网(LAN)时使用的)。当然，本领域的技术人员将会认识到在不脱离本发明所述方面的保护范围的情况下，可对所述配置作出很多修改。
以包括若干部件、模块等的系统的方式给出了各个方面。应当理解并认识到，各种系统可以包括额外的部件、模块等，或是，可以不包括结合附图描述的所有部件、模块等。这些方式的组合也可以使用。本文所述的各个方面可在电子设备上执行，这些电子设备包括使用触摸屏显式技术或鼠标-键盘类型接口的设备。此类设备的例子包括计算机(桌面式和移动式)、智能电话、个人数字助理(PDA)及无线和有线的其它电子设备。
首先参照图1，如102′所描绘的，在源基节点106的源小区104中的用户装置(UE)102向目标基节点110的源小区108移动的过程中，通信系统100支持异频硬切换。UE 102捕获W-CDMA协议通信，具体是同步信道112(即，主同步信道(P-SCH)和辅同步信道(S-SCH))和公共导频信道(CPICH)114，以便捕获并建立与目标基节点110的通信。
通用移动通信系统(UMTS)是第三代(3G)蜂窝电话技术(且正在向4G技术发展)中之一。当前，最常见的UMTS形式是使用W-CDMA作为基础的空中接口。UTMS由3GPP标准化，其是对3G蜂窝无线系统的ITUIMT-2000要求的欧洲回应。为将UMTS与竞争的网络技术区分开来，有时UMTS市场化为3GSM，强调该技术的3G本质与其所继承的GSM标准的组合。
UMTS陆地无线接入网的简写UTRAN 116是构成UMTS无线接入网110的基站(节点B)106、110和无线网络控制器(RNC)118、120的共同术语。通常称作为3G(第三代无线移动通信技术)的通信网络能够携带诸多业务类型(从实时电路交换的到基于IP的分组交换的)。UTRAN 116允许UE(用户装置)102和核心网122之间的连通。每个RNC 118、120对一个或多个节点B 106、110提供控制功能。虽然典型的实现方案是：位于交换中心的单独的RNC对多个节点B 106、110提供服务，但是节点B106、110和RNC 118、120可以是同一设备。尽管它们并不需要在物理上分开，但在它们之间有称之为Iub的逻辑接口。RNC 118及其相应的节点B106、110称为无线网络子系统(RNS)124。在UTRAN中，可存在多于一个的RNS。
四种接口以内部的方式或外部的方式将UTRAN 116与其它功能实体相连：Iu、Uu、Iub和Iur。Iu接口是外部接口，其将RNC连接至核心网(CN)。Uu也是外部接口，其将节点B 102与用户装置(UE)102相连。Iub是内部接口，其将RNC 118与节点B 106、110相连。最后，Iur接口在大部分情况下是内部接口，但在特殊情况下，其也可以是外部接口以用于一些网络结构。Iur将RNC 118、120彼此相连。
UE 102包括异频硬切换装置130，后者执行用于捕获目标小区108的方法132。首先，使用同步信道112来检测时隙时序信息(方框134)。例如，使用P-SCH来检测新小区。随后，当检测到新小区时，使用S-SCH来寻找新小区的时序和扰码组。当找到了新小区的时序时，使用CPICH来测量新小区的信号强度(方框136)。在未能捕获小区时序时，对CPICH进行全窗口盲搜索而不借助于时隙时序信息，以便增加完成异频硬切换的成功率(方框138)。
由此，当UE 102(诸如移动设备)由网络116控制以执行从一个小区104向另一个小区108的硬切换时，UE 102必须迅速获取目标切换小区108的时序，以便能够重新建立用户业务。多种情形都会使得异频硬切换成为必须。例如，在热点(hot-spot)情境下，某一小区使用比周围的小区更多的载波。在另一个例子中，层级式小区结构是宏层、微层、毫微微层处于不同频率的小区结构。在另一个例子中，在不用的运营商之间进行切换。在另一个例子中，在不同的无线接入技术系统(例如，UMTS TDD、UMTSFDD和GSM)之间进行切换。
目标切换小区108由其频率和主扰码(PSC)来确定。通常，这通过如下步骤来实现：首先搜索主同步信道(P-SCH)112以检测时隙级时序；随后，使用该时隙时序假设和指定的PSC，以相对较小的搜索窗口来检测公共导频信道(CPICH)114。由于是P-SCH检测到的时序，对于CPICH 114的搜索窗口会较小。在很多网络结构中，P-SCH 112的信道功率电平远低于CPICH 114的信道功率电平。在复杂信道状况下，UE(移动设备)102极难检测到P-SCH 112。由此，当首次尝试获取小区时序失败时，通过在传统时序捕获技术和经过改进的时序捕获技术之间进行动态转换来改善复杂信道状况下的硬切换性能。
在图2中，在200处描绘了同步信道的多个方面。同步信道(SCH)是用于小区搜索的下行链路信号。SCH包括两个子信道：主SCH和辅SCH。主SCH和辅SCH的10ms无线帧划分为15个时隙，每个时隙的长度为2560个码片。上图示出了SCH无线帧的结构。主SCH包括长度为256个码片的调制码，在每个时隙发射一次主同步码(PSC)。对系统中的每个小区来说，PSC相同。辅SCH包括重复发射长度为15的调制码(每个调制码为256个码片)序列，辅同步码(SSC)与主SCH并行发射。SSC表示为cs i，k，其中，i＝0，1，...，63，为扰码组的数量；k＝0，1，...，14，为时隙数量。每个SSC是从一组16个不同的具有长度为256的码中选出的。辅SCH上的这一序列指示了小区的下行链路扰码是属于所述码组中的哪一组。
应当认识到，广泛部署了无线通信系统，以提供诸如话音和数据等之类的多种类型的通信内容。这些系统是能够通过共享可用系统资源(例如，带宽和发射功率)与多个用户进行通信的多址系统。此类多址系统的例子包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、3GPP LTE系统和正交频分多址(OFDMA)系统。
一般来说，无线多址通信系统能够同时支持多个无线终端的通信。每个终端可以经由前向链路和反向链路的传输与一个或多个基站进行通信。前向链路(或下行链路)指的是从基站到终端的通信链路，反向链路(或上行链路)指的是从终端到基站的通信链路。所述通信链路可经由单输入单输出系统、多输入单输出系统和多输入多输出系统(MIMO)来建立。
MIMO系统采用多付(NT)发射天线和多付(NR)接收天线来进行数据传输。由NT付发射天线和NR付接收天线形成的MIMO信道可以分解成NS个自主信道，这些信道也称作为空间信道，其中，NS≤min{NT，NR}。NS个自主信道中的每一个都对应于一个维度。如果能够利用多付发射天线和接收天线形成的另外的维度，那么MIMO系统就能够由此改善性能(例如，更高的吞吐量或更高的可靠性)。
MIMO系统支持时分双工(TDD)和频分双工(FDD)系统。在TDD系统中，前向链路传输和反向链路传输使用相同的频域，从而使用互易原理就能够根据反向链路信道来估计前向链路信道。当在接入点有多付天线可用时，这使得接入点能够提取前向链路上的发射波束形成增益。
参照图3，示出了根据一个方面的多址无线通信系统。接入点400(AP)包括多组天线，其中，一组天线包括天线404和天线406，另一组天线包括天线408和天线410，再一组天线包括天线412和天线414。在图3中，针对每一组天线，示出了两根天线，当然，每一组天线可以包括多于两根或少于两根的天线。接入终端416(AT)与天线412和天线414进行通信，其中，天线412和天线414通过前向链路420向接入终端416发送信息，通过反向链路418从接入终端416接收信息。此外，接入终端422与天线406和天线408进行通信，其中，天线406和天线408通过前向链路426向接入终端422发送信息，通过反向链路424从接入终端422接收信息。在FDD系统中，通信链路418、420、424和426使用不同的频率进行通信。例如，前向链路420使用与反向链路418所使用的频带不同的频带。
每一组天线和/或这些天线指定用于通信的区域可称作为接入点的扇区。在此方面，每一组天线被指定与在接入点400覆盖区域内的扇区中的多个接入终端进行通信。
在通过前向链路420和前向链路426进行通信时，接入点400的发射天线使用波束形成来改善不同的接入终端416、424的前向链路的信噪比。此外，较之接入点通过单个天线向其所有的接入终端来进行发射而言，接入点使用波束形成向随机分布其覆盖区域内的接入终端进行发射可以使得邻近小区内的接入终端受到的干扰较少。
接入点可以是用于同多个终端进行通信的固定站，其也可以称作为接入点、节点B或一些其它术语。接入终端还可以称作接入终端、用户装置(UE)、无线通信设备、终端、接入终端或一些其它术语。
图4是MIMO系统500中的发射机系统510(也称为接入点)和接收机系统550(也称为接入终端)的方面的框图。在发射机系统510，将若干数据流的业务数据从数据源512提供给发射(TX)数据处理器514。
在一个方面，每个数据流都经由各自的发射天线发出。TX数据处理器514根据针对每个数据流选择的具体编码方案，对每个数据流的业务数据进行格式化、编码和交织，以提供编码后的数据。
利用OFDM技术，将每个数据流的编码后的数据与导频数据进行复用。导频数据通常是采用已知技术进行处理的已知数据模式，并且在接收机系统处用于估计信道响应。根据为该数据流选择的特定调制方案(例如，BPSK、QSPK、M-PSK或M-QAM)，将每个数据流的经复用的导频数据和编码后的数据进行调制(即，符号映射)，以便提供调制符号。通过处理器530执行指令来确定每个数据流的数据率、编码和调制方案。
随后，将全部数据流的调制符号提供给TX MIMO处理器520，该处理器对(例如CDMA的)调制符号进行进一步处理。随后，TX MIMO处理器520向NT个发射机(TMTR)522a至522t提供NT个调制符号流。在特定实现方案中，TX MIMO处理器520对数据流的符号以及发射符号的天线施加波束形成权重。
每个发射机522接收各自的符号流并对其进行处理，以提供一个或多个模拟信号，并进一步对这些模拟信号进行调节(例如放大、滤波和上变频)，以提供适用于在MIMO信道上传输的调制信号。随后，来自发射机522a至522t的NT个调制信号分别从NT个天线524a至524t发射出去。
在接收机系统550，所发射的调制信号由NR个天线552a至552r接收到，并将从每个天线552接收到的信号提供给各自的接收机(RCVR)554a至554r。每个接收机554对各自接收到的信号进行调节(例如滤波、放大和下变频)，对调节后的信号进行数字化处理以提供抽样，并对这些抽样进行进一步处理，以提供相应的“接收到的”符号流。
RX数据处理器560从NR个接收机554接收NR个接收到的符号流并根据特定的接收机处理技术对这些符号流进行处理，以提供NT个“检出的”符号流。然后，RX数据处理器560对每个检出的符号流进行解调、解交织和解码，以恢复数据流的业务数据。RX数据处理器560的处理互补于在发射机系统510处的TX MIMO处理器520和TX数据处理器514执行的处理。
处理器570定期确定使用哪种预编码矩阵(下文将描述)。处理器570生成反向链路消息，后者包括矩阵索引部分和秩值部分。
反向链路消息包括有关通信链路或接收到的数据流的各种类型的信息。随后，反向链路消息由TX数据处理器538进行处理、由调制器580进行调制、由发射机554a至554r进行调节并发射回发射机系统510，TX数据处理器538还从数据源536接收若干数据流的业务数据。
在发射机系统510，来自接收机系统550的调制信号由天线524接收到，由接收机522进行调节，由解调器540进行解调并由RX数据处理器542进行处理，以提取接收机系统550所发送的反向链路消息。然后，处理器530确定使用哪种预编码矩阵来确定波束形成权重，并对所提取的消息进行处理。
在一个方面，逻辑信道分类为控制信道和业务信道。逻辑控制信道包括广播控制信道(BCCH)，后者是用于广播系统控制信息的DL信道。寻呼控制信道(PCCH)，其是用于传送寻呼信息的DL信道。广播控制信道(MCCH)，其是用于发送一个或若干MTCH的多媒体广播、多媒体服务(MBMS)调度和控制信息的点对多点DL信道。一般来说，在建立起RRC连接之后，该信道仅由接收MBMS(注：先前的MCCH+MSCH)的UE来使用。专用控制信道(DCCH)是用于发送专用控制信息并由具有RRC连接的UE来使用的点对点双向信道。在一个方面，逻辑业务信道包括专用业务信道(DTCH)，专用业务信道为专用于一个UE的点对点双向信道，其用于传送用户信息。此外，多播业务信道(MTCH)为用于发送业务数据点对多点DL信道。
在一个方面，传输信道分类为DL和UL。DL传输信道包括广播信道(BCH)、下行链路共享数据信道(DL-SDCH)和寻呼信道(PCH)，其中，支持UE省电(由网络向UE指示DRX周期)的PCH在整个小区广播，并映射至可用于其它控制/业务信道的PHY资源。UL传输信道包括随机接入信道(RACH)、请求信道(REQCH)、上行链路共享数据信道(UL-SDCH)和多个PHY信道。PHY信道包括一组DL信道和UL信道。
DL PHY信道包括公共导频信道(CPICH)、同步信道(SCH)、公共控制信道(CCCH)、共享DL控制信道(SDCCH)、多播控制信道(MCCH)、共享UL分配信道(SUACH)、确认信道(ACKCH)、DL物理共享数据信道(DL-PSDCH)、UL功率控制信道(UPCCH)、寻呼指示符信道(PICH)和负载指示符信道(LICH)。
UL PHY信道包括物理随机接入信道(PRACH)、信道质量指示符信道(CQICH)、确认信道(ACKCH)、天线子集指示符信道(ASICH)、共享请求信道(SREQCH)、UL物理共享数据信道(UL-PSDCH)和广播导频信道(BPICH)。
主SCH使得码片、时隙和符号能够同步，主SCH由在所有小区中都相同的256个码片组成。辅SCH提供帧同步和码组(即，64个码组中之一)，其是辅同步码的15个码序列。64个S-SCH序列对应64个扰码组。对于不同的小区和时隙间隔而言，256个码片不同。CPICH是用于搜寻主扰码的8个扰码中之一。PCCPCH(主公共控制物理信道)用于超帧同步和BCCH信息，其中，BCCH信息是扩频因子为256、速率27kbps下的固定30kbps信道。SCCPCH(辅公共控制物理信道)携带可变比特率下的FACH和PCH信道。
在图5中，示例性W-CDMA协议结构600具有能够赋予系统更多灵活性的层级结构。两个主要部分为核心网(CN)和无线接入网(RAN)，如图1所示。在W-CDMA协议结构600中示出了RAN的结构和若干关键术语的关系。重要的是，应当认识到该图仅仅是图示。具体的结构，包括信道的数量和类型、用户服务的数量和类型以及结构中的配置框，将会随时间而变化以满足系统的当前需求。上行链路和下行链路的结构很类似，然而，一些类型的信道仅在单个方向上存在，而其它的信道双向存在。
WCDMA结构600垂直划分为“接入层次(Stratum)”602和“非接入层次”604，水平划分为“控制平面”606和“用户平面”608。协议层1(L1)610和协议层2(L2)612位于接入层次602。协议层3(L3)614由接入层次602和非接入层次604分开。在层2610和层3612中，控制平面信息和用户平面信息由不同的信道携带。在层1612内，一些信道仅仅携带控制平面信息，其它信道携带用户平面数据和控制平面数据。
示例性方面中的非接入层次604包括控制平面606上的网络控制616，其中，网络控制616用于呼叫控制(CC)、移动管理(MM)、GPRS移动管理(GMM)等等。在用户平面608上，非接入层次604包括适应性多速率(AMR)话音部件618、电路交换(CS)部件620和分组服务(PS)部件622。
在接入层602中的L3614中，来自网络控制616的通信通过无线资源控制(RRC)624和无线接入承载626向L2612的无线链路控制(RLC)628传递。AMR话音部件618、CS数据部件620、PS部件622通过无线接入承载630(1-n)、无线接入承载(1-m)626传递至分组数据会聚协议(PDCP)部件632和L2612的RLC 628。继续L2层612，逻辑信道(DCCH、CCCH、PCCH、BCCH和DTCH)传递至介质访问控制(MAC)634。继而，MAC634经由传输信道(DCH、PCH、BCH、RACH、FACH)与L1610中的编码、速率匹配、扩频和调制部件636进行通信，部件636继而通过物理信道(DPCH、P-CCPCH、PRACH、S-CCPCH、AICH、PICH)经由空中来通信。
无线资源控制(RRC)属于UMTS WCDMA协议栈，其处理UE(用户装置)和UTRAN之间的层3控制平面信令，并执行用于如下操作的功能：建立和释放连接、广播系统信息、建立/重新配置和释放无线承载、RRC连接移动性过程、通知和释放寻呼、外环功率控制。
在图6中，示出了通信设备650，其具有无线承载(RB)等级652，其中，RB0654接收L3信息。单向通信向下传递至PCCH 656，且与CCCH 658进行双向通信交换，其中，PCCH 656与CCCH 658均属逻辑信道等级660。PCCH 656向传输信道等级664中的PCH 662传递单向通信。CCCH 658向FACH 668发送单向通信，并从RACH 670接收单向通信，其中，FACH 668和FACH 670均属传输信道等级664。物理信道等级672包括：AICH 674、PICH 676，其中，PICH 676从PCH 662接收控制，作为下行链路(DL)678的一部分。此外，S-CCPCH 680从PCH 662和FACH 668两者接收通信，且其为DL 678的一部分。物理信道等级672还包括PRACH 682，后者用于从上行链路(UL)684接收输入以及与RACH 670进行通信。
图7描绘了用于异频硬切换700的方法。在方框702，将重试计数器置零(0)。随后，在方框704，判断重试计数器是否小于重试次数N，其中，N是为达到较高概率的目标小区捕获而充分考虑来选定的。如果达到了N次重试，那么在方框706，退出该方法。如果未达到N次重试，那么在方框708作出有关是否存在初始状况(即，重试计数器为0)的确定。如果存在初始状况，那么就尝试迅速捕获目标小区。这一过程描绘为：在方框710，执行对P-SCH的搜索；然后，在方框712，判断是否找到峰值。如果未找到峰值，那么在方框714，增加重试计数器，处理流程返回至方框704。如果方框710执行成功，那么在方框716执行窄窗口CPICH搜索。在方框718，如果经确定在CPICH中未发现峰值，那么处理流程返回至714，以便进行更多次的重试。如果方框718执行成功，那么在方框720，对广播信道(BCH)进行解码。在方框722，如果判断出成功通过了循环冗余校验(CRC)，那么在方框706，退出方法700；否则就返回到方框714，以便进行更多的重试。
为了以另一种方式来说明在小区搜索过程中的首次尝试，在小区搜索期间，UE搜寻小区并确定该小区的下行链路扰码和帧同步。一般来说，小区搜索通过三个阶段来实现。第一是时隙同步。在小区搜索过程的第一阶段期间，UE使用SCH的主同步码来捕获与小区的时隙同步。通常这是通过将单个匹配滤波器(或任何类似的设备)与所有小区共有的主同步码相匹配来实现的。小区的时隙时序是通过检测匹配滤波器输出中的峰值来获取的。第二阶段用于帧同步和码组识别。在小区搜索过程的第二阶段期间，UE使用SCH辅同步码来寻找帧同步并识别在第一步骤寻找到的小区的码组。这是通过以下操作来完成的：将接收到的信号与所有可能的辅同步码序列进行相关，并识别最大相关值。由于序列的循环移位是唯一的，所以就可确定出码组及帧同步。第三阶段用于扰码识别。在小区搜索过程的第三阶段期间，UE确定由所寻找到的小区使用的准确主扰码。主扰码通常是使用在第二步骤识别出的码组中的所有码来在CPICH上通过逐符号相关来识别的。在识别出主扰码后，能够检测出主CCPCH。同时能够读出系统和小区的特定的BCH信息。如果UE已接收到有关要搜索哪些扰码的信息，那么可以简化上述阶段2和阶段3。
尽管通常会成功，然而在复杂信道质量状况下，UE可能无法成功检测到同步信道的这些方面。为避免不断的无效尝试，如果在方框712或方框718失败，那么在方框704和708处的确定将指示应该使用具有更高的捕获成功概率的方式。在方框724，执行全窗口盲搜索，而不借助于可能不准确的时隙时序信息。在方框726，如果未找到峰值，那么就返回方框714，进行额外的重试；如果找到了峰值，那么就在方框720对BCH进行解码。
即便是通过使用时序信息来搜索P-SCH并随后搜索CPICH，从而能够捕获成功，但在图8中，WCDMA硬切换中的小区时序捕获过程801也能够进一步缩短。异频硬切换(IFHHO)过程(IFHHO)使用意指硬切换的RRC消息自UTRAN发起。当UE在激活时间“现在”或自包括RRC命令的最后一个TTI末端起Dhandover秒之前接收到意指硬切换的RRC消息时，UE应当准备好在自包括RRC命令的最后一个TTI末端起Dhandover秒内开始新的上行链路DPCCH传输。
就DPCCH而言，专用物理控制信道是源自UMTS的术语。专用物理控制信道是既在从UE(用户装置)到节点B(基收发站)的上行链路上发射信令，又在从节点B到UE的下行链路上发射信令的物理信道。
就TTI而言，传输时间间隔是UMTS(及其它数字电信网络)中的一个参数，其与将源自高层的数据封装成帧以便在无线链路层上传输有关。TTI指的是无线链路上能够独立解码的传输的长度。TTI与从较高网络层向无线链路层传递的数据块的大小有关。为防止由于无线链路上的衰落和干扰而造成的误差，在发射机处，将数据划分成多个块，随后，对块中的比特进行编码和交织。用于发射一个这种块而需要的时长确定了TTI。在接收机处，在对给定块中的所有比特进行解交织和解码之前，必须先接收到这些比特。在对所述比特进行解码后，接收机才能估计误码率(BER)。由于能够解码的最短的传输是一个TTI，所以用于估计BER的最短时长是一个TTI。从而，在使用基于估计出的BER的链路自适应技术的网络中，估计出的性能的报告之间的最短间隔是至少一个TTI，其中，使用所述报告以适应链路的状况。为了能够快速适应无线链路上变化的状况，通信系统必须具有较短的TTI。为了从交织产生的效果中获益更多且为了提高纠错和压缩技术的效率，通常，系统必须具有较长的TTI。这两个相矛盾的要求决定了对TTI的选择。
如果接入延迟至自包括RRC命令的最后一个TTI末端起Dhandover秒后的所指示的激活时间，那么UE应当会准备在指定的激活时间开始新的上行链路DPCCH的传输。
中断时间。Dhandover等于在TS25.331第13.5.2章中定义的RRC过程延迟加上中断时间。中断时间，即，以下两者之间的时间：包括之前的DPDCH上的传送块的最后一个TTI，UE开始新的上行链路DPCCH传输的时间；中断时间取决于UE是否知悉目标小区。
如果IFHHO受控制，且UE需要压缩模式以执行异频测量，那么中断时间将小于Tinterrupt2：
Tinterrupt2＝TIU+40+50*KC+150*OC+10*Fmax  (毫秒)其中，TIU是在将时序从之前的小区向新小区转变时的不确定中断。TIU可以长达一个帧。KC是消息中的已知目标小区的数目，OC是消息中的未知目标小区的数目。Fmax表示所有传输信道的传输时间间隔内的无线帧的最大数量，其中，所有传输信道均复用到相同的CCTrCH(编码复合传输信道)。数字40毫秒是测量下行链路DPCCH信道(如TS 25.214第4.3.1.2章中所述)所需的时间。在中断要求Tinterrupt2中，如果在最后5秒期间UE已经测量了小区，那么小区就是已知的。在本文中，该要求假定N312具有最小的可能值(即，仅需要一个非同步)。
新频率下的捕获搜索。在盲IFHHO下，在整个帧上执行列表(list)搜索以寻找峰值。另一种方式是根据P-SCH进行初始搜索，以寻找时隙时序；如果寻找成功，那么接下来就进行15个列表搜索(如在非压缩模式异频小区搜索中)。
PCCPCH解码以及SFN读取。在UMTS系统中使用SFN(小区系统帧号)，以识别节点B中的小区的时序和帧。在捕获成功(pull-in success)后，UE分配用于PCCPH解调的物理信道，并读取SFN。通常来说，为了决定PCCPCH TTI边界的开始位置，通过对立偏移假设(alternative offsethypothesis)来分配两个物理信道。在声明所成功读取的SFN和PCCPCH的同步之前，就超过阈值而言，对CRC通过标准进行两次检验。该过程的时间花费在解码上以及在捕获成功和SFN读取成功之间的总时间内等待帧边界上。这个时间能够通过以下操作得以缩短：在IFHHO期间将成功标准定义成：如804所描绘，一次仅有一种假设通过CRC而另一种假设失败。如果两种假设都通过了或两种假设都失败了，那么就执行第二检验来作出决定。仅发生这种改变，时间就能得以缩短。
暂停DCH到开始捕获搜索之间的过程。在暂停DCH之后，通常来说，UE进入SW IDLE状态，然后进入ACQ状态以开始捕获。尽管这些状态仅仅是软件状态，但是，在对这些状态进行初始化的转变期间会造成某一延迟。直接从DCH状态转换为ACQ状态能够将该延迟缩短～5ms或更长时间，如806所描绘。
SFN读取和在DCH中分配DPCH之间的过程。通常来说，在成功读取SFN之后，UE通过去激活(de-activate)、重新激活SFN读取信道而继续运行，并为PCCPCH(BCH)执行物理信道(PhCH)CCTrCH设置。随后，UE进入DCH，并开始为DPCH分配PhCH。这两个处理过程分别耗费15ms和14ms。有利的是，通过同时设置这两组信道(即，在撤销PhCH之前设置DPCH，以用于SFN读取)。Tinterrupt2延迟又能够缩短10ms。
在另一个方面，在图9中，用户装置900包括提供了一种使得计算机在复杂信道质量环境下执行异频硬切换的方法的多个模块。模块902用于：尝试捕获目标基节点的同步信道，以确定时隙时序；随后，执行公共导频信道部分窗口搜索，以确定小区时序。模块904用于确定未能捕获目标基节点。模块906用于在不借助于时隙时序信息的情况下，对公共导频信道(CPICH)执行全窗口盲搜索，以便在硬切换期间以较高的成功率捕获目标基节点，而不会始终增加在小区时序捕获过程中花费的时间。
在另一个方面，在图10中，用户装置920包括使得计算机在复杂信道质量环境下执行异频硬切换的方法。单元922用于：尝试捕获目标基节点的同步信道，以确定时隙时序；随后，执行公共导频信道部分窗口搜索，以确定小区时序。单元924用于确定未能捕获目标基节点。单元926用于在不借助于时隙时序信息的情况下，对公共导频信道(CPICH)执行全窗口盲搜索，以便在硬切换期间以较高的成功率捕获目标基节点，而不会始终增加在小区时序捕获过程中花费的时间。
上文的描述包括各个方面的举例。当然，为了描述所述各个方面而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，这些方面可以做进一步的结合和变换。因此，本申请旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和保护范围内的所有改变、修改和变形。
关于使用上文所描述的部件、设备、电路、系统等执行的各种功能，具体来说，除非另外指明，用于描述所述部件的术语(包括“单元”)旨在对应于执行所述部件的特定功能的任何部件(例如，功能性等同物)，尽管在结构上并不等价于用于执行本发明所述示例性方面中的功能的所述结构。就此而言，还应当认识到，各种方面包括系统以及计算机可读介质，其中，计算机可读介质包括用于执行各种方法的动作和/或事件的计算机可执行指令。
此外，尽管只结合若干实现方案中的一种实现方案公开了具体特征，然而，如给定或特定应用所期望的或对之有利的，所述特征可与其它实现方案的一项或多项其它特征结合起来。就术语“包括”而言，在具体实施方式或说明书中使用的“包括”及其变形，这些术语的涵盖方式类似于术语“包含”。此外，在具体实施方式或权利要求书中使用的术语“或者”意味着“非排他性的或者”。
此外，将会认识到，所公开的系统和方法的各个部分包括人工智能、机器学习或基于理解或规则的部件、子部件、进程、方式、方法或机制(例如，支持向量机、神经网络、专家系统、贝叶斯信任网络、模糊逻辑、数据融合引擎、分类器…)。此外，所述部件能够使得某些机制或处理执行自动化，由此使得所述系统和方法更具自适应性以及更加高效和智能。举例说明而并非加以限制，演进RAN(例如，接入点、e节点B)能够根据先前在类似状况下与相同或类似的机器的交互来推断或预测数据业务状况和针对有助于以缩短的等待时间和较少的连接差错切换到另一种类型的RAT的时机。
根据上文所描述的示例性系统，参照若干流程图描述了可根据本发明主题来实现的方法。虽然为了使说明更简单，而将该方法描述为一系列方框，但是应该理解并认识到，本发明的主题并不受方框顺序的限制，因为，一些方框可以按不同顺序发生和/或与本发明中描绘和描述的其它方框同时发生。此外，为实现本发明所描述的方法，并非所有示出的方框都是必需的。另外，还应当认识到，本发明所描述的方法能够存储在制品中，以便向计算机传送和传输所述方法。本发明使用的术语制品旨在涵盖可从任何计算机可读设备、载体或介质访问的计算机程序。
应当认识到，所述以引用的方式全部或部分地并入本文的任何专利、出版物或其它公开材料是在不与现有的定义、陈述或在本公开内容中阐述的其它公开材料相抵触的基础上并入本文的。由此，必要地，本发明所明确阐述的公开内容将取代以引用方式并入本文的任何抵触材料。所述以引用方式并入本文的但却与现有的定义、陈述或本文所阐述的其它公开材料相抵触的任何材料或其一部分仅在所并入的材料与现有的公开材料之间无抵触的基础上并入本文中。

Claims (20)

1.一种用于在复杂的信道质量环境下进行异频硬切换的方法，包括：
尝试捕获目标基节点的同步信道，以确定时隙时序，随后，对公共导频信道进行部分窗口搜索，以确定小区时序；
确定未能捕获所述目标基节点；
在不借助于要通过所述同步信道的所述捕获来获得的所述时隙时序的情况下，针对所述目标基节点对所述公共导频信道CPICH执行全窗口盲搜索，以便在硬切换期间以高成功率来捕获所述目标基节点，而不会始终增加在小区时序捕获过程中花费的时间。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括通过如下操作来尝试捕获所述同步信道：
使用主同步码来捕获与所述目标基节点的时隙同步；
在码组的窄窗口中，通过逐符号相关来确定主扰码。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括通过如下操作来执行对所述公共导频信道CPICH的全窗口搜索：
执行多次重试来寻找所述CPICH中的峰值；
根据所寻找到的峰值，对广播信道进行编码；
在确定所述目标基节点符合循环冗余校验CRC时，捕获所述目标基节点。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括通过如下操作来执行对所述公共导频信道CPICH的全窗口搜索：
执行多次重试来寻找所述CPICH中的峰值；
根据所寻找到的峰值，对广播信道进行编码；
在确定所述目标基节点符合循环冗余校验CRC时，捕获所述目标基节点。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过从暂停专用信道DCH的状态直接过渡到捕获状态，来减少切换延迟。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过将整个窗口大小划分为4份或8份且同时执行4个列表搜索，在整个帧中执行列表搜索来寻找峰值，以便执行盲异频硬切换。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
随后以压缩模式来执行15个列表搜索。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在捕获成功后，分配用于主公共控制物理信道PCCPCH解调的物理信道，并且通过使用对立偏移假设来分配两个物理信道来读取序列帧号SFN；
检验针对PCCPCH解调的循环冗余校验CRC通过标准；
通过将成功标准定义为一次一种假设通过了CRC而另一种假设未通过CRC，来声明所成功读取的SFN和PCCPCH的同步。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在成功读取了序列帧号SFN后，为主公共控制物理信道PCCPCH建立物理信道PhCH编码复合传输信道CCTrCH；
同时，进入专用信道PhCH，以便为专用物理信道DPCH分配物理信道PhCH。
10.用于在复杂信道质量环境下进行异频硬切换的至少一个处理器，包括：
第一模块，用于尝试捕获目标基节点的同步信道，以确定时隙时序，随后，对公共导频信道进行部分窗口搜索，以确定小区时序；
第二模块，用于确定未能捕获所述目标基节点；
第三模块，用于在不借助于要通过所述同步信道的所述捕获来获得的所述时隙时序的情况下，针对所述目标基节点对所述公共导频信道CPICH执行全窗口盲搜索，以便在硬切换期间以高成功率来捕获所述目标基节点，而不会始终增加在小区时序捕获过程中花费的时间。
11.一种用于在复杂信道质量环境下进行异频硬切换的装置，包括：
用于尝试捕获目标基节点的同步信道，以确定时隙时序，随后，对公共导频信道进行部分窗口搜索，以确定小区时序的模块；
用于确定未能捕获所述目标基节点的模块；
用于在不借助于要通过所述同步信道的所述捕获来获得的所述时隙时序的情况下，针对所述目标基节点对所述公共导频信道CPICH执行全窗口盲搜索，以便在硬切换期间以高成功率来捕获所述目标基节点，而不会始终增加在小区时序捕获过程中花费的时间的模块。
12.一种在复杂信道质量环境下用于异频硬切换的装置，包括：
接收机，用于尝试捕获目标基节点的同步信道，以确定时隙时序，随后，对公共导频信道进行部分窗口搜索，以确定小区时序；
控制器，用于确定未能捕获所述目标基节点；
所述接收机还用于在不借助于要通过所述同步信道的所述捕获来获得的所述时隙时序的情况下，针对所述目标基节点对所述公共导频信道CPICH执行全窗口盲搜索，以便在硬切换期间以高成功率来捕获所述目标基节点，而不会始终增加在小区时序捕获过程中花费的时间。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述接收机还用于通过执行如下操作来尝试捕获所述同步信道：
使用主同步码来捕获与所述目标基节点的时隙同步；
在码组的窄窗口中，通过逐符号相关来确定主扰码。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述接收机还用于通过执行如下操作来对公共导频信道CPICH执行全窗口搜索：
执行多次重试来寻找所述CPICH中的峰值；
根据所寻找到的峰值，对广播信道进行编码；
在确定所述目标基节点符合循环冗余校验CRC时，捕获所述目标基节点。
15.根据权利要求12所述的装置，其中，所述接收机还用于通过执行如下操作来对公共导频信道CPICH执行全窗口搜索：
执行多次重试来寻找所述CPICH中的峰值；
根据所寻找到的峰值，对广播信道进行编码；
在确定所述目标基节点符合循环冗余校验CRC时，捕获所述目标基节点。
16.根据权利要求12所述的装置，其中，所述接收机还用于：
通过从暂停专用信道DCH的状态直接过渡到捕获状态来减少切换延迟。
17.根据权利要求12所述的装置，其中，所述接收机还用于：
通过将整个窗口大小划分为4份或8份且同时执行4个列表搜索，在整个帧中执行列表搜索来寻找峰值，以便执行盲异频硬切换。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述接收机还用于：
随后以压缩模式执行15个列表搜索。
19.根据权利要求12所述的装置，其中，所述接收机还用于：
在捕获成功后，分配用于主公共控制物理信道PCCPCH解调的物理信道，并且通过使用对立偏移假设来分配两个物理信道以便读取序列帧号SFN；
检验针对PCCPCH解调的循环冗余校验CRC通过标准；
通过将成功标准定义为一次一种假设通过了CRC而另一种假设未通过CRC，来声明所成功读取的SFN和PCCPCH的同步。
20.根据权利要求12所述的装置，其中，所述接收机还用于：
在成功读取了序列帧号SFN后，为主公共控制物理信道PCCPCH建立物理信道PhCH编码复合传输信道CCTrCH；
同时，进入专用信道PhCH，以便为专用物理信道DPCH分配物理信道PhCH。
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