CN1199489C - 搜索相邻基站传输信号的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于搜索相邻基站传输信号的装置和方法。它通过初始小区搜索捕获当前小区的位置，根据当前小区是否提供相邻小区的大致位置信息设置操作模式，根据已知小区的时间信息设置屏蔽窗口，根据操作模式有选择性地搜索屏蔽窗口部分和其它部分，并利用从所选部分搜索到的能量峰值捕获相邻小区的精确的时间信息。在这种方式中，通过为初始小区搜索装置增加窗口屏蔽功能可快速而容易地搜索相邻小区。

Description

搜索相邻基站传输信号的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种移动通信系统。更具体地说，本发明涉及一种搜索相邻基站传输信号的装置和方法。

背景技术

通常可把国际移动通信—2000(IMT-2000)分成同步码分多址(CDMA)方法和异步码分多址方法两种。以美国为中心的3G合作组项目2(3GPP2)和以韩国、欧洲、日本为中心的3G合作组项目(3GPP)正在分别对它们进行标准化。

在与绝对时间保持同步的装置—如全球定位系统(GPS)—的帮助下，同步CDMA方法使各小区保持同步。异步CDMA方法则不需要使各小区保持同步。

在无线环境中，终端搜索一个小区时有两种搜索类型。第一种是初始小区搜索，第二种是相邻小区搜索。在初始小区搜索中，当终端开机时它搜索提供服务的基站(小区)。在相邻小区搜索中，终端在通过初始小区搜索从当前小区捕获信息之后，将搜索当前小区周围的小区。移动服务需要包括切换期间在内的有关相邻小区的信息。

在相邻小区搜索过程中，终端有可能从当前小区接收到诸如位置信息、扰码等有关相邻小区的信息，但也可能接收不到。如果终端能够捕获得有关相邻小区的这些信息，那么它搜索相邻小区就很容易了。捕获否则就会很困难。

因此，需要这样一种装置，不管终端捕获什么信息，它都能很容易地搜索相邻小区。同时，也需要这样一种装置，它能使用简单的硬件设备搜索相邻小区，而不必给终端装载额外的软件。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种在通信服务区内不使用由移动终端执行相邻小区搜索所捕获的位置信息、扰码或者其它信息就可以搜索相邻小区的系统和方法。

本发明的另一个目的是提供一种搜索相邻基站传输信号的装置和方法。借此，只要使用一个简单的硬件设备就可以很容易地搜索相邻基站发射的信号，而不必给终端装载额外的软件。

本发明的另一个目的是通过给初始小区探测器增加一种额外的功能来提供一种快速搜索相邻小区的装置和方法。

本发明的另一个目的是提供一种搜索相邻基站传输信号的装置和方法。借此，不管是否能够捕获相邻小区的信息，都可以很容易地搜索相邻小区。

为了达到这些以及其它一些目的和优点，本发明提供了一种根据本发明来搜索相邻基站传输信号的装置，包括：搜索基站发射的传输信道信号能量的匹配滤波器；按时间偏移存储由匹配滤波器搜索到的能量的能量存储单元；控制当前基站传输信号捕获操作和相邻基站传输信号捕获操作的处理器；根据处理器的控制来窗口屏蔽已知基站位置的窗口控制器；根据窗口控制器的控制来屏蔽从能量存储单元输出的能量的切换单元；检测切换单元输出能量的峰值并捕获相邻基站传输信号的峰值检测单元。

为实现本发明的上述目的，提供了一种用于搜索相邻小区的装置，包括：搜索主同步信道信号的匹配滤波器；按偏移存储由匹配滤波器搜索到的能量的能量存储单元；窗口屏蔽通过小区初始搜索捕获得的小区位置的窗口控制器；根据窗口控制器的控制输出任一从能量存储单元输出的能量及屏蔽值的切换单元；检测切换单元输出能量的峰值并捕获相邻小区时间信息的峰值检测单元。

同样，为了实现本发明的上述目的，还提供了一种用于搜索相邻小区的方法，包括：执行初始小区搜索的步骤；根据通过初始小区搜索捕获得的当前小区的位置设置屏蔽窗口的步骤；搜索相邻小区发射的传输信道信号能量的步骤；按时间偏移存储搜索到的能量的步骤；根据操作模式有选择地搜索已设置屏蔽窗口部分以及除了所选屏蔽窗口之外剩余部分的步骤；以及用从所选部分搜索到的能量峰值来捕获相邻小区位置的步骤。

在后面的描述中，将对本发明的其它优点、目的和功能作部分介绍，这对于那些查看下面内容的本领域的一般技术人员来说是很明显的，或者可从本发明的实践中体会到。通过所附的权利要求书，可实现本发明的目标和优点。

附图说明

图1给出了一个根据本发明实施例搜索相邻基站传输信号的装置的配置实例；

图2给出了一个窗口控制器的配置；

图3给出了一个切换单元的配置；

图4描述了标准模式下利用搜索相邻小区的装置进行窗口屏蔽的方法；

图5描述了反转模式下利用搜索相邻小区的装置进行窗口屏蔽的方法；以及

图6给出了一个基站传输信号的能量分布实例。

具体实施方式

图1给出了一个根据本发明实施例搜索相邻基站传输信号的装置的配置实例。该装置包括一个搜索基站发射的传输信道信号能量的匹配滤波器10，一个按时间偏移存储由匹配滤波器10搜索到的能量的能量存储单元20，一个窗口屏蔽已知小区位置的窗口控制器30，一个根据窗口控制器30的控制来屏蔽能量存储单元20输出的能量的切换单元40，以及一个通过检测切换单元40输出能量峰值来捕获相邻基站传输信号的峰值检测单元50。

图2给出了窗口控制器30的一种可能配置。如图所示，该控制器包括：多个偏移寄存器31-1-31-M，用于确定按时间偏移从能量存储单元20中读取的能量被屏蔽的位置起始点，多个用于确定从起始点被屏蔽的能量的窗口大小寄存器32-1-32-M，一个用于确定操作模式的模式寄存器33，以及一个根据寄存器31-1-31-M、32-1-32-M和33输入到切换单元40的信息输出屏蔽控制信号的判定逻辑单元34。

在窗口控制器30中，屏蔽窗口的数量、偏移及大小由微控制器单元/数字信号处理器(MCU/DSP60)控制，该处理器可以是一个上层处理器。MCU/DSP用包含在窗口控制器30中的多对偏移寄存器一窗口大小寄存器对来设置多个屏蔽窗口。

图3给出了切换单元40的一种可能配置。如图所示，这个单元包括一个以从能量存储单元20输出的能量和掩码值(例如0)作为输入的2×1复用器，并根据窗口控制器30的屏蔽控制信号有选择地向峰值检测单元50输出这两个输入之一。

下面介绍如上配置的用于搜索相邻基站传输信号的装置的操作。更具体一点，作为一个例子，我们将介绍在通过搜索基站发射的主同步信道能量来搜索相邻小区的终端中用于搜索相邻小区的装置。

用于搜索相邻小区的装置根据MCP/DSP60即上层处理器的控制执行初始小区搜索，并根据通过初始小区搜索捕获得的时间信息执行相邻小区搜索。用于相邻小区搜索的装置的窗口控制器在进行初始小区搜索时最好不执行窗口屏蔽。

当通过初始小区搜索捕获得当前小区的位置信息即时间信息时，终端的MCU/DSP60根据捕获的当前小区的时间信息判定某个特定的部分是被排除在所有部分之外还是搜索所有的部分中的某个特定部分。在这里，可将用于相邻小区的装置的操作模式分为标准模式或者反转模式。

在标准模式中，对特定部分的搜索不包含在所有搜索部分之中。此外，在标准模式中，为了搜索除当前小区部分之外的所有搜索部分，通过初始小区搜索来搜索当前小区，并且从当前小区不能确定某些或者所有相邻小区的时间信息。

反转模式和标准模式相反，用于在所有搜索部分中搜索某个特定的区域。如果从当前小区(基站)捕获相邻小区的大致位置信息(时间信息)，就可用反转模式来根据大致时间信息搜索特定的部分。

首先介绍通过初始小区搜索捕获当前小区的时间信息但没有确定相邻小区的时间信息的情况。

为了搜索除了通过初始小区搜索已知的当前小区之外的部分，MCU/DSP60把窗口控制器的模式寄存器33设置为标准模式。同时，MCU/DSP60对围绕当前小区的时间信息而预先确定的部分执行窗口屏蔽(可在特定小区的时间信息前和后128码片处执行对特定小区的窗口屏蔽)。即，在开始当前小区窗口屏蔽的地方，MCU/DSP60向窗口控制器30的第一个偏移寄存器31-1输入一个时间偏移，向第一个窗口大小寄存器32-1输入当前小区的屏蔽窗口的大小。这时，当前小区的屏蔽窗口数为1。

当在窗口控制器30中设置了屏蔽窗口时，窗口控制器30向匹配滤波器10输出一个控制信号，然后匹配滤波器10根据控制信号搜索主同步信道的能量。能量存储单元20按时间偏移存储由匹配滤波器确定的能量。当所有搜索部分能量都储存下来后，窗口控制器30开始操作。

图4是流程图，它给出了相邻小区搜索装置在标准模式下运行时由窗口控制器进行窗口屏蔽的方法所包含的步骤。在第一步中，窗口控制器30的判定逻辑单元34初始化一个当前选择的屏蔽窗口的索引(i)以及时间偏移的数量(Erg_Count)(S10)，并分别从相应的偏移寄存器和窗口大小寄存器载入当前所选择的屏蔽窗口的时间偏移(i-Offset)以及屏蔽窗口的大小(i-Size)。

例如，如果已分别在第一偏移寄存器31-1和第一窗口大小寄存器32-1中存储了当前所选择屏蔽窗口的起始时间偏移和大小，判定逻辑单元34就分别从第一偏移寄存器31-1和第一窗口大小寄存器32-1载入当前选择的屏蔽窗口的时间偏移(i-Offset)和屏蔽窗口大小(i-Size)(S11)。

判定逻辑单元34按时间偏移读取存储在能量存储单元20中的能量值(S12)。判定逻辑单元34还按顺序载入屏蔽窗口的值。

判定逻辑单元34确定读取的能量值的时间偏移是否包括在当前选择的屏蔽窗口中。也就是说，判定逻辑单元34确定读取的能量值的时间偏移是否大于等于第一偏移寄存器31-1的值并小于第一偏移寄存器31-1与第一窗口大小寄存器32-1的值之和(S13)。

当读取的能量值的时间偏移不包含在当前选择的屏蔽窗口内时，判定逻辑单元34向切换单元40输出一个屏蔽失效信号(S15)。切换单元40根据屏蔽失效信号向峰值检测单元50输出能量值。

但是，在步骤S13中，如果读取的能量的时间偏移大于或等于第一偏移寄存器31-1的值，而小于第一偏移寄存器31-1的值与第一窗口大小寄存器32-1的值之和，即读取的能量的时间偏移包含在当前选择的屏蔽窗口之内，判定逻辑单元34向切换单元40输出屏蔽使能信号(S14)。切换单元40根据屏蔽使能信号向峰值检测单元50输出屏蔽值(例如，0)。

判定逻辑单元34把下次要读取的能量时间偏移数加1(S16)，并确定上述时间偏移是否是存储能量值的最终时间偏移(S17)。

如果时间偏移不是最终的能量值，判定逻辑单元34就确定该时间偏移是否和第一偏移寄存器31-1的值与第一窗口大小寄存器32-1的值之和相等。即，判定逻辑单元34确定时间偏移是否是当前选择的屏蔽窗口的最后时间偏移(S18)。

如果时间偏移不是当前选择的屏蔽窗口的最后时间偏移，判定逻辑单元34转到步骤S12，以便从能量存储单元20读取下一时间偏移的能量值。

但是，如果时间偏移是当前选择的屏蔽窗口的最后的时间偏移，判定逻辑单元34为当前选择的屏蔽窗口的索引(i)增加1。此外，如果增加后的i不大于MCU/DSP60设置的屏蔽窗口数(M)，对应于判定逻辑单元34将转到S11(S19)，以便载入对应于增加了的i的下一窗口屏蔽的时间偏移和大小。

在步骤S17中，如果时间偏移是最终的能量值，判定逻辑单元34将结束窗口屏蔽操作。

如上所述，窗口控制器30按照时间偏移的顺序读取存储在能量存储单元20中的能量，并且在能量的时间偏移不超出预先设置的屏蔽窗口的范围时向峰值检测单元50输入0，否则，就直接向峰值检测单元50输入能量。因此，峰值检测单元50能确定在屏蔽窗口以外区域中的能量峰值。

接下来介绍反转模式。如果从当前小区捕获得了相邻小区的大致位置信息(时间信息)，MCU/DSP60设置模式寄存器33为反转模式，以便根据大致时间信息搜索特定的区域。

当将相邻小区搜索装置设置为反转模式时，它执行和标准模式相同的操作。但是，它在屏蔽操作中执行与标准模式相反的操作。即，相邻小区搜索装置对对应于屏蔽窗口的搜索部分执行搜索操作。

终端的MCU/DSP60把模式寄存器33设置为反转模式并根据待搜索的相邻小区的大致时间信息设置屏蔽窗口。

图5描述了相邻小区搜索装置在反转模式下操作时所用的窗口屏蔽方法包含的步骤。下面我们将介绍那些和标准模式不同的操作。

如果从能量存储单元20读取的能量的时间偏移包含在由窗口控制器30设置的屏蔽窗口中，相邻小区搜索装置把读取的能量输入到峰值检测单元50(S30-S33，S35)。如果读取的能量的时间偏移不在屏蔽窗口中，相邻小区搜索装置向峰值检测单元50输入0(S30-S34)。因此，相邻小区搜索装置对对应于屏蔽窗口的部分执行搜索捕获以捕获相邻小区的精确的时间信息。

图6给出了一个基站传输信号的能量分布实例。当前小区表示终端与之通信的小区，第一相邻小区和第二相邻小区是当前小区周围的小区。现在介绍通过初始小区搜索捕获得当前基站的时间信息(位置信息)但当前小区(基站)未提供相邻小区时间信息的情况。

为了搜索相邻小区，终端的相邻小区搜索装置根据当前小区的时间信息设置第一屏蔽窗口并把操作模式设置为标准模式。

终端的相邻小区搜索装置向峰值检测单元50输入第一屏蔽窗口区域之外部分的能量。它为第一屏蔽窗口的区域输入0。

然后，峰值检测单元50检测输入的能量中的一个或者多个峰值来捕获相邻小区的时间信息，相邻小区搜索装置捕获第二相邻小区的时间信息，如图6所示。

在这之后，终端的相邻小区搜索装置对当前小区的位置和在搜索第一相邻小区期间发现的第二相邻小区的位置执行窗口屏蔽。

在标准模式下操作的相邻小区搜索装置输入到峰值检测单元50中的对应于当前小区和第二相邻小区屏蔽窗口的能量值为0，并向峰值检测单元50输入其它部分(除了屏蔽窗口)的能量来检测峰值能量等级并捕获第一相邻小区的时间信息。

为了检测峰值能量等级并捕获相邻小区的时间信息，峰值检测单元50包括一个存储由窗口控制器30选择的能量的存储单元。

存储单元存储过多的能量后，如果噪声的峰值比小区的能量大，就可能会把噪声误认为相邻小区。因此，识别操作需要反复进行，从而预先把存储器设置为适当大小以优化系统的功能。

在上面的情况中，通过窗口屏蔽当前小区发现第二相邻小区，通过窗口屏蔽当前小区和第二相邻小区发现第一相邻小区。

但是，如果用于包含在峰值检测单元50中的所选能量的存储单元的大小足够大，可以存储当前小区剩余部分(除了屏蔽窗口)的能量，并且相邻小区位于能量峰值的位置上，那么无需改变屏蔽窗口的设置就可一次发现第一和第二相邻小区。

如上所述，根据本发明的用于搜索基站传输信号的装置和方法，通过向初始小区搜索装置应用窗口屏蔽功能就可搜索基站发射的信号，无需向终端装载转额外的软件。

根据本发明，通过在初始小区搜索装置中应用窗口屏蔽功能可快速搜索相邻小区，即便在没有捕获相邻小区的相关信息时也是如此。

同时，根据本发明，执行小区搜索时不包括已知小区和多径小区，并对已知小区周围预先确定的部分进行窗口屏蔽，从而保证搜索所有的相邻小区。

上述的实施例和优点仅仅是示例性说明，并不限制本发明。本发明可随时应用到其它类型的装置中。对本发明的描述是为了举例说明，而不是限制权力要求书的范围。显然，本领域的一般技术人员可进行诸多替换、修改和变化。在权力要求书中，“装置加功能”条款试图涵盖这里描述的执行所述功能时的结构，但它不仅适用于本结构，还适用于其它等价结构。

Claims (27)

1.一种用于搜索相邻基站传输信号的装置，包括：

一个搜索传输信道信号能量的匹配滤波器；

一个按时间偏移存储由匹配滤波器确定的能量的能量存储单元；

一个控制由当前基站捕获的传输信号和由相邻基站捕获的传输信号的处理器；

一个在处理器控制下窗口屏蔽一个已知基站位置的窗口控制器；

一个根据窗口控制器的控制来屏蔽能量存储单元输出能量的切换单元，以及

一个检测切换单元输出能量的峰值并捕获相邻基站传输信号的峰值检测单元。

2.如权利要求1中的装置，其特征在于，传输信道信号包括一个主同步信道信号。

3.如权利要求1中的装置，其特征在于，窗口控制器包括：

多个根据所述处理器的控制通过按从能量存储单元读取的时间偏移来确定屏蔽能量起始点的偏移寄存器；

多个根据所述处理器的控制确定从起始点要屏蔽的能量数量的窗口大小寄存器；

一个根据所述处理器的控制确定操作模式的模式寄存器，以及

一个根据上述几种寄存器提供的信息控制切换单元切换的判定逻辑单元。

4.如权利要求3中的装置，其特征在于，偏移寄存器和窗口大小寄存器形成一对，并且所形成的对的数量和屏蔽窗口的数量相等。

5.如权利要求4中的装置，其特征在于，屏蔽窗口的数量由所述处理器设置。

6.如权利要求1中的装置，其特征在于，当操作模式为标准模式时，窗口控制器输出第一个控制信号用于除对应于窗口屏蔽部分外的搜索部分，当操作模式为反转模式时，窗口控制器输出第二个控制信号用于搜索对应于窗口屏蔽的区域。

7.如权利要求6中的装置，其特征在于，所述切换单元根据第一个控制信号，向峰值检测单元输入一个在对应屏蔽窗口的部分中的屏蔽值和在屏蔽窗口外的部分从能量存储单元输出的能量，并且所述切换单元根据第二个控制信号，向峰值检测单元输入在对应屏蔽窗口的部分从能量存储单元输出的能量和在屏蔽窗口外的部分中的屏蔽值。

8.如权利要求1中的装置，其特征在于，为了搜索相邻基站的传输信号，当峰值检测单元捕获到当前基站的传输信号时，所述处理器根据当前基站的传输信号控制窗口控制器。

9.一种用于搜索相邻小区的装置，包括：

一个搜索主同步信道信号能量的匹配滤波器；

一个按偏移存储由匹配滤波器确定的能量的能量存储单元；

一个窗口屏蔽通过初始小区搜索捕获的小区位置的窗口控制器；

一个根据窗口控制器的控制输出从能量存储单元输出的某个能量和屏蔽值的切换单元，以及

一个检测从切换单元输出的能量的峰值并捕获相邻基站的传输信号的峰值检测单元。

10.如权利要求9中的装置，它还包括一个根据通过初始小区搜索捕获的小区信息来设置窗口控制器操作模式及屏蔽窗口的上层处理器。

11.如权利要求9中的装置，其特征在于，当峰值检测单元通过初始小区搜索捕获当前小区的时间信息时，窗口控制器使用当前小区的时间信息执行窗口屏蔽。

12.如权利要求9中的装置，其特征在于，窗口控制器包括：

多个通过从能量存储单元读取的时间偏移确定屏蔽能量起始点的偏移寄存器；

多个确定从起始点要屏蔽的能量数量的窗口大小寄存器；

一个确定操作模式的模式寄存器，以及

一个根据上述几种寄存器提供的信息向切换单元输出第一个和第二个控制信号的判定逻辑单元。

13.如权利要求12中的装置，其特征在于，切换单元根据第一个控制信号在屏蔽窗口部分输出0，在除屏蔽窗口之外的部分输出读取的能量，并根据第二个控制信号在屏蔽窗口部分输出读取的能量，在除屏蔽窗口之外的部分输出0。

14.一种用于搜索相邻小区的方法，包括：

执行初始小区搜索；

根据通过初始小区搜索捕获的当前小区的位置设置屏蔽窗口；

搜索相邻小区发射的传输信道信号；

按时间偏移存储能量；

根据操作模式选择性地搜索已设置屏蔽窗口的部分和除屏蔽窗口之外的任何其它部分；以及

用在所选部分中确定的能量峰值捕获相邻小区的位置。

15.如权利要求14中的方法，其特征在于，根据是否通过当前小区的位置信息捕获到了相邻小区的大致位置信息来确定操作模式。

16.如权利要求14中的方法，其特征在于，当操作模式为标准模式时，把在屏蔽窗口部分中的0以及在除屏蔽窗口之外部分中存储的能量传给峰值检测单元；当操作模式为反转模式时，把屏蔽窗口部分的存储能量以及除了屏蔽窗口之外部分的0传给峰值检测单元。

17.一种用于定位通信服务区域中小区的方法，包括：

屏蔽传输信道中来自第一个小区的信号；

检测传输信道中的峰值能量信号；以及

根据峰值能量信号确定第二个小区，

其中屏蔽传输信道中来自第一个小区的信号的步骤包括：

确定对应于第一个小区的时间信息；以及

根据对应于第一个小区的时间信息生成用于屏蔽第一个小区信号的第一个屏蔽。

18.如权利要求17中的方法，其特征在于，第一个小区和第二个小区是相邻小区。

19.如权利要求17中的方法，还包括：

根据峰值能量信号确定第二个小区的时间信息。

20.如权利要求19中的方法，还包括：

根据第二个小区的时间信息确定和第一个小区相关的第二个小区的位置。

21.如权利要求17中的方法，还包括：

屏蔽传输信道内来自第二个小区的信号；

当屏蔽了第一个小区和第二个小区的信号后检测传输信道内的峰值能量信号；以及

当第一个小区和第二个小区的信号都被屏蔽后根据在传输信道中检测到的峰值能量信号确定第三个小区。

22.如权利要求21中的方法，其特征在于，屏蔽步骤还包括：

确定对应于第二个小区的时间信息；以及

根据对应于第二个小区的时间信息生成屏蔽第二个小区信号的第二个屏蔽。

23.如权利要求21中的方法，还包括：

根据对应于第三个小区的峰值能量信号确定第三个小区的时间信息。

24.如权利要求23中的方法，还包括：

根据第三个小区的时间信息确定第三个小区的位置。

25.如权利要求21中的方法，还包括：

根据对应于第二个小区的峰值能量信号确定第二个小区的时间信息；

根据第二个小区的时间信息确定和第一个小区相关的第二个小区的位置；

根据对应于第三个小区的峰值能量信号确定第三个小区的时间信息；以及

根据第三个小区的时间信息确定至少和第一个小区相关的第三个小区的位置。

26.如权利要求25中的方法，还包括：

确定第二个小区和第三个小区中的哪一个离第一个小区较近。

27.如权利要求26中的方法，还包括：

执行从第一个小区到第二个小区和第三个小区中离第一个小区较近的那一个小区的切换操作。

Images