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專利名稱：使用移動站位置信息減小導(dǎo)頻搜索時間的方法和裝置的制作方法
背景技術(shù)：
II.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及通信。尤其，本發(fā)明涉及減小搜索時間的方法和裝置，該搜索時間與呼叫從一個基站到另一個基站的越區(qū)切換關(guān)聯(lián)。
II.背景技術(shù)的描述無線通信系統(tǒng)中除了其它單元，一般還包括無線單元，通常稱為移動電話(移動站)，當(dāng)進(jìn)行呼叫時它與一個或多個基站通信。移動站通過一個或多個信道與基站通信，這些信道包含在基站控制器分配給移動站的頻帶中。通過“反向鏈路”實(shí)現(xiàn)從移動站到基站的通信，通過“前向鏈路”實(shí)現(xiàn)從基站到移動站的通信。在一個呼叫期間，當(dāng)移動站到處移動時，移動站不斷地搜索繼續(xù)該呼叫所需的其它基站。
用于這種無線系統(tǒng)中的移動站的重要單元是搜索器。對搜索器編程，在以下至少三種情況下搜索不同基站發(fā)送的導(dǎo)頻信號(導(dǎo)頻)1)移動站試圖獲取基站用于通信；2)在空閑狀態(tài)下，這時移動站正在尋呼或訪問信道上；以及3)在話務(wù)狀態(tài)下，這時移動站受話務(wù)信道的控制。在分配給移動站的頻帶和其它頻帶上搜索導(dǎo)頻的速度決定了移動站的搜索性能。在分段模式中，目的是在該時段終止之前搜索鄰近組中所有的導(dǎo)頻。分段模式是指移動站的工作模式，其中移動站只在被選時間段期間進(jìn)行監(jiān)控。此外，當(dāng)在“候補(bǔ)”頻帶中搜索導(dǎo)頻時，移動站需要盡快完成其對候補(bǔ)組中所有導(dǎo)頻的搜索，以返回業(yè)務(wù)頻帶，并使由于搜索候補(bǔ)頻帶引起的語音降級最小化。如以下所述，候補(bǔ)頻帶是潛在的越區(qū)切換頻帶，這些搜索技術(shù)可用于協(xié)調(diào)無線通信系統(tǒng)中通信的越區(qū)切換。
A.越區(qū)切換當(dāng)移動站在話務(wù)信道的控制下時，用于碼分多址(CDMA)無線系統(tǒng)中的移動站支持三種越區(qū)切換過程。1990年2月13日提交的美國專利號4,901,307題為“SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE ORTERRESTRIAL REPEATERS”的申請中揭示了多路訪問通信系統(tǒng)中CDMA技術(shù)的使用，該申請轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，并通過引用結(jié)合于此。三種連續(xù)的越區(qū)切換為1.軟越區(qū)切換-一種越區(qū)切換，其中移動站開始與新基站通信，而不中斷與舊基站的通信。軟越區(qū)切換只能用于具有相同頻帶分配的CDMA信道之間。
2.CDMA到CDMA的硬越區(qū)切換-一種越區(qū)切換，其中移動站在不相交的基站組、不同的頻帶級別、不同的頻帶分配或不同的幀偏移之間轉(zhuǎn)移。
3.CDMA到模擬的越區(qū)切換-一種越區(qū)切換，其中將移動站從CDMA前向話務(wù)信道導(dǎo)向模擬語音信道。
為了執(zhí)行軟越區(qū)切換，移動站不斷搜索分配的導(dǎo)頻組。術(shù)語“導(dǎo)頻”是指導(dǎo)頻序列偏移和頻帶分配所識別的導(dǎo)頻信道。導(dǎo)頻與同一前向鏈路CDMA信道中的前向鏈路話務(wù)信道關(guān)聯(lián)，或者類似地，與使用反向鏈路導(dǎo)頻的系統(tǒng)中的反向鏈路關(guān)聯(lián)。導(dǎo)頻組中所有的導(dǎo)頻都具有相同的CDMA頻帶分配。為了清楚起見，只討論前向鏈路的導(dǎo)頻。
移動站在當(dāng)前CDMA頻帶分配上搜索導(dǎo)頻，以檢測CDMA信道的存在并測量它們的信號強(qiáng)度。當(dāng)移動站檢測到足夠強(qiáng)度的未與已分配給移動站的任何前向鏈路話務(wù)信道關(guān)聯(lián)的導(dǎo)頻時，移動站將導(dǎo)頻強(qiáng)度測量值消息發(fā)送到當(dāng)前與之通信的基站。然后，基站可以將與導(dǎo)頻關(guān)聯(lián)的前向鏈路話務(wù)信道分配給移動站，并引導(dǎo)移動站進(jìn)行越區(qū)切換。
導(dǎo)頻搜索參數(shù)和導(dǎo)頻強(qiáng)度測量值消息的發(fā)送規(guī)則用下述導(dǎo)頻組表示●工作組與分配給移動站的前向鏈路話務(wù)信道關(guān)聯(lián)的導(dǎo)頻。
●候補(bǔ)組當(dāng)前不在工作組中的，但已被移動站接收到的具有足夠強(qiáng)度的這些導(dǎo)頻，用于指可以成功地解調(diào)關(guān)聯(lián)的前向鏈路話務(wù)信道。
●鄰近組當(dāng)前不在工作組或候補(bǔ)組中的導(dǎo)頻，它可能是越區(qū)切換的候補(bǔ)。
●剩余組當(dāng)前CDMA頻率分配上的，除了鄰近組、候補(bǔ)組和工作組中的導(dǎo)頻外的當(dāng)前系統(tǒng)中所有可能導(dǎo)頻的組合。該可能的導(dǎo)頻組合中包括導(dǎo)頻PN序列偏移指數(shù)是一些導(dǎo)頻增量的整數(shù)倍數(shù)的導(dǎo)頻。
基站可以指導(dǎo)移動站在不同的CDMA頻率上搜索導(dǎo)頻，以檢測CDMA信道的存在，并測量其強(qiáng)度。移動站將搜索結(jié)果報告給基站。根據(jù)導(dǎo)頻強(qiáng)度的測量值，基站可以指導(dǎo)移動站執(zhí)行頻帶內(nèi)的硬越區(qū)切換。
導(dǎo)頻搜索參數(shù)用下述導(dǎo)頻組表示●候補(bǔ)頻帶鄰近組CDMA候補(bǔ)頻帶上的導(dǎo)頻列表。
●候補(bǔ)頻帶搜索組基站可指導(dǎo)移動站去搜索的候補(bǔ)頻帶鄰近組的子集。
B.導(dǎo)頻搜索在當(dāng)前系統(tǒng)中，基站設(shè)置搜索窗口，也就是PN偏移范圍，其中移動站搜索有用的多路徑分量。移動站可以使用這些多路徑分量對相關(guān)的前向鏈路話務(wù)信道進(jìn)行解調(diào)。電信工業(yè)協(xié)會發(fā)布的TIA/EIA-95x和TIA/EIA-98-B標(biāo)準(zhǔn)和美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會提出的ANSI J-STD-018中定義了搜索性能標(biāo)準(zhǔn)、和一般無線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)都通過引用結(jié)合于此。這些搜索一般受以下各項(xiàng)支配工作組和候補(bǔ)組工作組和候補(bǔ)組中搜索導(dǎo)頻的過程是相同的。工作組和候補(bǔ)組中每個導(dǎo)頻的搜索窗口大小是表1中對應(yīng)于SRCH_WIN_A指定的PN碼片數(shù)。例如，SRCH_WIN_As＝6對應(yīng)于28 PN碼片的搜索窗口或搜索窗口中心周圍的±14 PN碼片。對于最早到達(dá)的可用導(dǎo)頻多路徑分量周圍的工作組和候補(bǔ)組中的每個導(dǎo)頻。移動站使搜索窗口位于中心位置。
表1
鄰近組如果設(shè)置了不同鄰近搜索窗口的標(biāo)記，那么鄰近組中每個導(dǎo)頻的搜索窗口大小是表1中對應(yīng)于與被搜索導(dǎo)頻關(guān)聯(lián)的搜索窗口大小參數(shù)而指定的PN碼片數(shù)。如果沒有設(shè)置標(biāo)記，那么鄰近組中每個導(dǎo)頻的搜索窗口大小都相等，并等于表1中對應(yīng)于SRCH_WIN_Ns而指定的PN碼片數(shù)。對于導(dǎo)頻PN序列偏移周圍的鄰近組中的每個導(dǎo)頻，移動站通過使用其時間參考所定義的定時使搜索窗口位于中心位置。
剩余組剩余組中每個導(dǎo)頻的搜索窗口大小是表1中對應(yīng)于SRCH_WIN_Rs而指定的PN碼片數(shù)。對于導(dǎo)頻PN序列偏移周圍的剩余組中的每個導(dǎo)頻，移動站通過使用其時間參考所定義的定時使搜索窗口位于中心位置。移動站搜索導(dǎo)頻PN序列偏移指數(shù)等于導(dǎo)頻增量的整數(shù)倍數(shù)的剩余組導(dǎo)頻。
候補(bǔ)頻率搜索組如果設(shè)置了候補(bǔ)頻率的標(biāo)記，那么候補(bǔ)頻率搜索中每個導(dǎo)頻的搜索窗口大小將是表1中對應(yīng)于與被搜索導(dǎo)頻關(guān)聯(lián)的SRCH_WIN_NGHBR而指定的PN碼片數(shù)。如果沒有設(shè)置標(biāo)記，那么候補(bǔ)頻率搜索組中每個導(dǎo)頻的搜索窗口大小將是表1中對應(yīng)于CF_SRCH_WIN_N而指定的PN碼片數(shù)。對于導(dǎo)頻PN序列偏移周圍的候補(bǔ)頻率搜索組中的每個導(dǎo)頻，移動站通過使用其時間參考所定義的定時使搜索窗口位于中心位置。
C.搜索時間每個電話制造商都有其實(shí)現(xiàn)搜索策略的方法。在所有策略中，搜索特定導(dǎo)頻的時間依賴于窗口大小和搜索器的硬件。給出確定的硬件，搜索導(dǎo)頻的時間將與搜索窗口大小成線性比例關(guān)系。減小搜索窗口將導(dǎo)致搜索時間也實(shí)質(zhì)減小。使用當(dāng)前的搜索過程，窗口大小基本上由給定小區(qū)的覆蓋區(qū)域大小確定。小區(qū)是基站覆蓋的、用于與移動站通信的地理區(qū)域。圖1中顯示了四個這種小區(qū)。不管移動站在服務(wù)小區(qū)中的位置，對應(yīng)于最壞的情況確定當(dāng)前搜索窗口的大小。也就是說，對應(yīng)于小區(qū)中離基站最大距離的移動站確定它們的大小。
在尋呼或話務(wù)信道上，對于導(dǎo)頻PN序列偏移周圍的鄰近組中的每個導(dǎo)頻，移動站通過使用其時間參考所建立的定時使其搜索窗口位于中心位置。將移動站的時間參考定義為最早到達(dá)并可用的路徑。最壞情況確定搜索窗口大小。例如，圖1顯示了無線系統(tǒng)100中的四個鄰近小區(qū)102、104、106和108，每個小區(qū)都具有分別表示為PN1、PN2、PN3和PN4的導(dǎo)頻。根據(jù)A點(diǎn)處的移動站確定導(dǎo)頻PN1的搜索窗口大小。然而，即使移動站位于B點(diǎn)也使用相同的搜索窗口。這樣導(dǎo)致了有用搜索器資源的浪費(fèi)，因?yàn)樗豢紤]小區(qū)104中移動站的位置。如果移動站位于B點(diǎn)，相對于A點(diǎn)處移動站所需的搜索窗口，搜索窗口的大小應(yīng)當(dāng)減小。
D.定位方法許多技術(shù)正在被考慮用于提供移動站的自動定位能力。一種技術(shù)涉及測量來自多個區(qū)站的信號的到達(dá)時間差。這些信號是“三角形的”，以提取位置信息。該技術(shù)要求高密集度的區(qū)站和/或增加到有效的區(qū)站發(fā)射功率，因?yàn)榈湫偷腃DMA系統(tǒng)要求每個移動站只發(fā)射足以到達(dá)最近區(qū)站的信號功率。該三角形要求與至少三個站點(diǎn)通信，并要求增加區(qū)站的密集度或增加每個移動站的信號功率。另一方法包括將GPS(全球定位系統(tǒng))的功能加入移動站中。該方法要求到四個衛(wèi)星的視線，雖然稍微有點(diǎn)慢，但是這是移動站定位的最精確方法。
第三中方法是將輔助信息發(fā)送到移動站，指示在哪個頻率范圍移動站可以從中尋找GPS載波。大部分的GPS接收機(jī)使用眾所周知的GPS衛(wèi)星歷書，使頻域中接收機(jī)對可視衛(wèi)星發(fā)出信號執(zhí)行的搜索最小化。歷書是粗略天文歷的15,000比特塊，和全部星座的時間模型數(shù)據(jù)。歷書中關(guān)于衛(wèi)星位置和當(dāng)前時間的信息只是大約的。如果不用歷書，GPS接收機(jī)必須進(jìn)行最寬可能頻率的搜索，以獲得衛(wèi)星信號。需要附加過程，以獲得有助于獲得其它衛(wèi)星的附加信息。由于需要搜索大量的頻率區(qū)間，所以信號捕獲過程可能要化幾分鐘。每個頻率區(qū)間都具有中心頻率和預(yù)定的寬度。歷書的有效性減小了衛(wèi)星多普勒效應(yīng)的不確定性，因此也減小了必須搜索的區(qū)間數(shù)。可以從GPS導(dǎo)航消息中提取衛(wèi)星歷書，或者可以在衛(wèi)星到移動站的下行前向鏈路上作為數(shù)據(jù)或信號消息發(fā)送衛(wèi)星歷書。一旦接收到該信息，移動站就執(zhí)行GPS信號處理，以確定其位置。
所需要的是一種方法和裝置，它能夠使用移動站位置信息與導(dǎo)頻搜索技術(shù)一起改進(jìn)移動站搜索分配頻率上所有導(dǎo)頻的速度，同時又使移動站受話務(wù)信道的控制。本發(fā)明應(yīng)該能夠利用移動站的物理位置信息，以確定鄰近組和候補(bǔ)組中每個導(dǎo)頻的搜索窗口大小。

發(fā)明內(nèi)容
一般，本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)。尤其，本發(fā)明涉及使用移動站位置確定鄰近組和工作候補(bǔ)組中導(dǎo)頻的搜索窗口大小的裝置和方法。
本發(fā)明的一個實(shí)施例提供了在無線通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行導(dǎo)頻信號搜索的方法。首先，確定網(wǎng)絡(luò)中移動站的位置。然后，使用該位置確定搜索窗口大小和搜索參數(shù)信息，用于搜索導(dǎo)頻組中識別出的所有導(dǎo)頻。還根據(jù)移動站的位置和與所發(fā)射導(dǎo)頻的信號多路徑效應(yīng)有關(guān)的其它分量，確定搜索窗口大小。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了制造產(chǎn)物，它包括數(shù)字信號處理器執(zhí)行的、并可用于進(jìn)行無線通信網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)頻信號搜索的數(shù)字信息。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了用于進(jìn)行導(dǎo)頻信號搜索的裝置。在一個實(shí)施例中，該裝置包括至少一個基站，其中每個基站都發(fā)射導(dǎo)頻信號，并且基站可用于確定通信網(wǎng)絡(luò)中移動站的位置。該裝置還可以包括至少一個移動站，其中移動站與至少一個基站通信耦合，并且移動站使用搜索窗口大小和發(fā)射給它的其它搜索參數(shù)信息，使搜索與被選導(dǎo)頻組關(guān)聯(lián)的所有導(dǎo)頻信號所需的搜索時間最小化。
本發(fā)明向其用戶提供了多個優(yōu)點(diǎn)。一個優(yōu)點(diǎn)是與已知技術(shù)相比，減小了搜索導(dǎo)頻信號所需的時間。另一優(yōu)點(diǎn)是不浪費(fèi)有用的搜索器資源，因?yàn)榭梢赃M(jìn)行更有效的搜索。本發(fā)明還提供了多個其它優(yōu)點(diǎn)和益處，在閱讀了以下本發(fā)明的詳細(xì)描述之后，它們將更加明顯。


對于本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員在考慮了以下詳細(xì)描述和附圖之后，本發(fā)明本質(zhì)、目的和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯，在附圖中類似的標(biāo)號指出類似的部分，其中圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明無線通信系統(tǒng)中的四個鄰近小區(qū)；圖2a顯示了根據(jù)本發(fā)明使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)的無線通信裝置；圖2b顯示了根據(jù)本發(fā)明的無線通信網(wǎng)絡(luò)；圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的移動站的框圖；和圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明制造產(chǎn)物的典型實(shí)例。
典型實(shí)施例的詳細(xì)描述圖2a-4顯示了本發(fā)明各種方法和裝置方面的實(shí)例。為了說明方便，而非做任何限制，在數(shù)字信號處理裝置的上下文中描述這些實(shí)例。可以用各種硬件部件和互連實(shí)現(xiàn)用于執(zhí)行上述一系列機(jī)器可讀指令的數(shù)字信號處理裝置。對于本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員在閱讀了以下方法的描述之后，這些數(shù)字信號處理裝置的各種配置是顯而易見的。
操作上述的專利和出版物都描述了用于捕獲的導(dǎo)頻信號。導(dǎo)頻信號的作用使移動站能夠以及時的方式捕獲本地基站。移動站獲得同步信息，包括偽隨機(jī)噪聲(PN)碼相位偏移，和導(dǎo)頻信道上接收到的導(dǎo)頻信號的相對信號功率信息。一旦捕獲了導(dǎo)頻信道，移動站還可以捕獲與導(dǎo)頻信道關(guān)聯(lián)的同步信道。同步信道可用于接收其定時指令的微調(diào)，因此允許移動站使其內(nèi)部電路與系統(tǒng)時間暫時同步。根據(jù)以上描述可以理解移動站內(nèi)部時間與系統(tǒng)時間的同步是很重要的。這樣使得移動站知道基站在PN碼序列中的何處，并實(shí)現(xiàn)基站和移動站之間的通信。因此，當(dāng)移動站與基站通信時，基站將系統(tǒng)時間發(fā)送到移動站，以便于同步。
在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，導(dǎo)頻信號可用于使移動站的相位和頻率與基站的發(fā)送值同步。在典型的實(shí)施例中，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)是直接序列擴(kuò)頻通信。1992年3月3日公開的美國專利號5,056,109題為“METHOD AND APPARATUS FORCONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA MOBILE TELEPHONE SYSTEM”的申請中和1992年4月7日公開的美國專利號5,103,459題為“SYSTEM ANDMETHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONESYSTEM”的申請中描述了這種系統(tǒng)的實(shí)例，這兩個申請都轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，并通過引用結(jié)合于此。在直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，通過用數(shù)據(jù)信號調(diào)制載波在一頻帶上擴(kuò)展發(fā)射信號，該頻帶大于發(fā)射信息所必須的最小帶寬，然后再用寬帶擴(kuò)展信號調(diào)制所得信號。在一個實(shí)施例的導(dǎo)頻信號中，可以將數(shù)據(jù)看作是全1序列。線性反饋移位寄存器通常產(chǎn)生擴(kuò)展信號，上述專利中詳細(xì)描述了該寄存器的實(shí)現(xiàn)。可以將擴(kuò)展信號看作以下形式的旋轉(zhuǎn)向量s(t)＝Ae-ωt+φ為了捕獲基站，移動站必須在相位φ和頻率ω上與從基站接收到的信號同步。搜索器找出接收信號的相位φ。在找出擴(kuò)展信號的相位φ之后，通過使用解調(diào)單元找出頻率，解調(diào)單元中具有用于相位和頻率跟蹤的硬件。移動站找出接收信號相位的方法是通過測試一組相位假設(shè)，已根據(jù)以上搜索窗口作了討論，并確定假定的相位假設(shè)中之一，也稱為偏移假設(shè)，是否正確。1998年9月8日提交的共同待批美國專利號5,805,648題為“METHOD AND APPARATUS FORPERFORMING SEARCH ACQUISITION IN A CDMA COMMUNICATION SYSTEM”的申請中給出了使用“窗口”搜索進(jìn)行工作的搜索器的實(shí)例，該申請轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，并通過引用結(jié)合于此。
為了允許一個呼叫的越區(qū)切換，無線系統(tǒng)使用所謂的“分段”搜索。換句話說，將執(zhí)行分段搜索的移動站分配給一些周期性的窗口(稱為“時段”)，以搜索可能越區(qū)切換呼叫的其它基站。因此，根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，移動站搜索預(yù)定窗口中周圍基站發(fā)射的導(dǎo)頻信道信號，該窗口位于PN碼序列的中心位置，移動站期望導(dǎo)頻信道在該序列處。
當(dāng)前與移動站通信的基站可以將搜索窗口大小和其它參數(shù)，如系統(tǒng)時間，發(fā)送到移動站。如本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員能夠容易理解的，該再次捕獲的搜索窗口應(yīng)該盡量小，以避免長時間的搜索，但是要足夠大以考慮到典型的內(nèi)部時鐘誤差。此外，搜索參數(shù)應(yīng)該盡可能地具體。
在典型的實(shí)施例中，本發(fā)明可以將圖1中所示PN1的搜索窗口大小減小為當(dāng)前已知標(biāo)準(zhǔn)方法的三分之一。例如，如果移動站位于B點(diǎn)，PN1的搜索窗口將減小3倍。如果移動站位于C點(diǎn)，搜索窗口也將成比例地減小。在一個實(shí)施例中，本發(fā)明通過使用移動站的物理位置指出搜索窗口大小，而實(shí)現(xiàn)該方法。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明使用該位置指出所有的搜索參數(shù)。
為了執(zhí)行該方法，必須知道移動站的大概位置。可以用本領(lǐng)域中熟知的和上述的各種方法確定該位置。1998年3月17日提交的共同待批美國專利申請?zhí)?9/040,501題為“SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING THE POSITION OFA WIRELESS CDMA TRANSCEIVER”的申請中討論了一個典型的移動站位置確定技術(shù)，該申請轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，并通過引用結(jié)合于此。對于本發(fā)明，精確的位置確定是不必要的。導(dǎo)航技術(shù)可用于確定移動站的位置。
一旦移動站處于話務(wù)信道的控制下，當(dāng)前掌握通信的基站就發(fā)射消息，告訴移動站用于搜索鄰近組中導(dǎo)頻信號的搜索窗口大小。根據(jù)移動站在服務(wù)小區(qū)中的位置確定搜索窗口大小。例如，參考表1和圖1，對于移動站位于B點(diǎn)，PN1的搜索窗口可以從12減小到4，搜索窗口可以從160碼片減小到14碼片。因?yàn)闇p小了搜索窗口的大小，所以減小了解調(diào)的費(fèi)用，并且較快地完成了搜索。
搜索器窗口大小具有至少兩個分量，一個分量關(guān)于電話和目標(biāo)導(dǎo)頻之間的幾何距離，另一分量關(guān)于發(fā)射導(dǎo)頻信號的多路徑效應(yīng)。因此，通過組合兩個分量的效應(yīng)，使被選的搜索窗口大小最小化。在CDMA系統(tǒng)中，通過提供同時經(jīng)過移動站到兩個或多個區(qū)站鏈路的多個信號路徑，獲得空間或通路分集。此外，可以通過使用經(jīng)過擴(kuò)頻處理的多路徑環(huán)境，允許個別接收并處理帶有不同傳播延遲的信號，獲得路徑分集。1992年3月31日公開的美國專利號5,101,501題為“SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”的申請中和1992年4月28日公開的美國專利號5,109,390題為“DIVERSITYRECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”的申請中說明了路徑分集的實(shí)例，這兩個申請都轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，并通過引用結(jié)合于此。
在另一實(shí)施例中，還可以根據(jù)移動站的位置選擇搜索參數(shù)。當(dāng)移動站處于話務(wù)信道的控制中時，基站將搜索參數(shù)發(fā)射到移動站。這些搜索參數(shù)使用移動站位置的知識，指出或“定制”搜索參數(shù)。該指出步驟可用于優(yōu)化搜索器過程。優(yōu)化搜索窗口大小和搜索器的過程以執(zhí)行搜索，將導(dǎo)致減小搜索時間。
在另一實(shí)施例中，一旦對應(yīng)于小區(qū)中的地理區(qū)域確定了窗口大小，那窗口大小將存儲在存儲單元中。還可以存儲搜索器過程參數(shù)。假設(shè)無線系統(tǒng)中的小區(qū)基本保持不變，那么這些窗口大小將被發(fā)送到該地理區(qū)域中的任何移動站，并被移動站使用。知道移動站位置的基站控制器可以查找窗口大小和/或搜索器過程參數(shù)，并將它們發(fā)送到移動站。在另一實(shí)施例中，移動站可以存儲該信息。
裝置部件和互連以下根據(jù)特定的移動站位置系統(tǒng)和提供的硬件實(shí)施例討論各種裝置的實(shí)施例。然而，本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員將理解可以使用各種位置系統(tǒng)。
圖2(a)顯示了同步CDMA通信網(wǎng)絡(luò)中基站202和移動站204的實(shí)施。該網(wǎng)絡(luò)被建筑物206和基于地面的障礙物208包圍。將基站202和移動站204布置在帶有幾個GPS衛(wèi)星的GPS環(huán)境中，其中四個衛(wèi)星表示為210、212、214和216。這種GPS環(huán)境是眾所周知的；例如見Hofmann-Wellenhof，B.等人的GPSTheory and Practice，Second Edition，New York，NYSpringer-VerlagWien，1993。在GPS應(yīng)用的典型現(xiàn)有技術(shù)中，需要至少四個衛(wèi)星，用于GPS接收機(jī)確定其位置。相反，可以通過使用來自少至一個GPS衛(wèi)星(最簡單的情況下)的信號和另外兩個基于陸地的信號，確定遠(yuǎn)端站204的位置。
圖2(b)顯示了CDMA網(wǎng)絡(luò)220的框圖。網(wǎng)絡(luò)220包括具有基站控制器(BSC)224的移動交換中心(MSC)222。公共交換電話網(wǎng)(PSTN)226從傳統(tǒng)陸地電話線路和其它網(wǎng)絡(luò)(未圖示)向MSC 222來回傳送呼叫。MSC 222從PSTN 226向與第一小區(qū)230關(guān)聯(lián)的源基站228和與第二小區(qū)234關(guān)聯(lián)的目標(biāo)基站232來回傳送呼叫。此外，MSC 222還在基站228和232之間傳送呼叫。源基站228通過第一通信線路238將呼叫導(dǎo)向第一小區(qū)230中的第一移動站236。第一通信線路238是具有前向鏈路240和反向鏈路242的雙向鏈路。通常，當(dāng)基站228建立與移動站236的通信時，前向鏈路240包括話務(wù)信道。
圖中顯示了無線定位功能(WPF)242通信耦合到BSC 224，它也可以直接或間接耦合到其它網(wǎng)絡(luò)單元，如MSC 222。WPF 242一般包括通常能在這種裝置中找到的數(shù)字處理裝置、存儲器和其它單元(都未圖示)。WPF 242有多種用途，如估計基站228和移動站236之間發(fā)送信號的單向時間延遲，或監(jiān)控并計算參考時間和信號到達(dá)時間之間的時間偏移。
雖然每個基站228和232只與一個小區(qū)關(guān)聯(lián)，但是基站控制器通常管理或與幾個小區(qū)中的基站關(guān)聯(lián)。當(dāng)移動站236從第一小區(qū)230移動到第二小區(qū)234時，移動站236開始與和第二小區(qū)關(guān)聯(lián)的基站通信。這通常稱為“越區(qū)切換”到目標(biāo)基站232。在“軟”越區(qū)切換中，除了與源基站228的第一通信鏈路238之外，移動站236還建立與目標(biāo)基站232的第二通信鏈路244。在移動站236進(jìn)入第二小區(qū)234且已建立與第二小區(qū)的信道之后，遠(yuǎn)端站可以結(jié)束第一通信鏈路238。
在硬越區(qū)切換中，源基站228和目標(biāo)基站232的工作通常是很不同的，使得在建立與目標(biāo)基站之間的鏈路之前，必須結(jié)束與源基站之間的通信鏈路244。例如，當(dāng)源基站位于使用第一頻帶的CDMA系統(tǒng)中，目標(biāo)基站位于使用第二頻帶的第二CDMA系統(tǒng)中時，遠(yuǎn)端站不能同時保持到兩個基站的鏈路，因?yàn)榇蟛糠值倪h(yuǎn)端站沒有同時調(diào)諧到兩個不同頻帶的能力。當(dāng)?shù)谝灰苿诱?36從第一小區(qū)230移動到第二小區(qū)234時，結(jié)束到源基站228的鏈路238，并形成與目標(biāo)基站232的新鏈路。
參考圖3，顯示了無線通信系統(tǒng)中的移動站300和基站302，整體表示為304。應(yīng)該理解雖然在圖3中為了清楚起見顯示了單個基站302和單個移動站300，但是系統(tǒng)304通常包括其它移動站和基站(未圖示)。在典型的實(shí)施例中，系統(tǒng)304執(zhí)行碼分多址(CDMA)原理，以辨別各個移動站信號。1990年2月13日公開的上述美國專利號4,90l,307題為“SPREAD SPECTRUM MULTIPLEACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS”的申請中提出了較佳CDMA系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，該申請轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，并通過引用結(jié)合于此。如圖所示，移動站300包括能夠通過無線鏈路308與基站302通信的接收機(jī)/發(fā)射機(jī)306。此外，移動站300還包括用于控制接收機(jī)/發(fā)射機(jī)306的數(shù)據(jù)接收和發(fā)射的控制電路。在圖3中，提供了該控制電路，為了簡單起見，表示為數(shù)字信號處理器310。如圖所示，處理器310可以訪問數(shù)據(jù)存儲裝置312。雖然沒有顯示，但是基站302也可以包括數(shù)字信號處理裝置和存儲器。如以下所詳細(xì)描述的，數(shù)據(jù)存儲裝置312中包含數(shù)字信號處理器310能夠執(zhí)行的指令。因此，除了數(shù)據(jù)存儲裝置312的邏輯結(jié)構(gòu)之外，移動站300最好是本領(lǐng)域中所熟知的CDMA移動站。
此外，移動站300包括內(nèi)部時鐘314。在一個實(shí)施例中，內(nèi)部時鐘314是壓控溫控晶體振蕩器(VCTCXO)。然而，應(yīng)該注意到其它時鐘裝置，不管是否基于晶體的，也可等效地適用于本發(fā)明。因此，時鐘314的輸出信號是一系列發(fā)送到計數(shù)器316的時鐘脈沖，通過根據(jù)已知原理控制從時鐘電源318輸入到時鐘314的信號電壓，控制時鐘脈沖輸出速率。通過接收上述來自基站302的定時消息，可以使時鐘314和系統(tǒng)時間同步。
制造產(chǎn)物例如，通過操作數(shù)字信號處理單元執(zhí)行一系列機(jī)器可讀指令，可以實(shí)現(xiàn)上述方法。這些指令可以存在于各種類型的信號存儲媒體中。就這一點(diǎn)，本發(fā)明的一方面涉及包括數(shù)字存儲媒體的制造產(chǎn)物，它切實(shí)包含了數(shù)字信號處理單元所能執(zhí)行的機(jī)器可讀指令程序，以執(zhí)行減少執(zhí)行導(dǎo)頻搜索所需時間的方法。
該數(shù)字信號存儲媒體可以包括例如通信網(wǎng)絡(luò)中的RAM或ASIC(都未圖示)。或者，指令可以包含在其它信號存儲媒介中，如磁性數(shù)據(jù)存儲媒體，可直接或間接地被數(shù)字信號處理單元訪問。在本發(fā)明的說明性實(shí)施例中，機(jī)器可讀指令可以包括多行經(jīng)編譯的計算機(jī)代碼，如C，C++或Java，或者是編程領(lǐng)域中熟練技術(shù)人員一般會使用的其它合適編碼語言。
其它實(shí)施例雖然顯示了當(dāng)前考慮到的本發(fā)明的典型實(shí)施例，但是對本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員顯而易見的是不脫離以下權(quán)利要求書所定義本發(fā)明的范圍可以進(jìn)行各種變化和改變。
權(quán)利要求
1.在無線通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行導(dǎo)頻信號搜索的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟確定網(wǎng)絡(luò)中移動站的位置；使用所述移動站的所述位置、搜索窗口大小和參數(shù)信息，使搜索導(dǎo)頻組中標(biāo)識的所有導(dǎo)頻所需的搜索時間最小化；和搜索所述導(dǎo)頻組中的所有導(dǎo)頻。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，跟蹤通信網(wǎng)絡(luò)中移動站的位置。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟使用信號多路效應(yīng)和所述移動站的所述位置，確定搜索窗口大小。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟相對于小區(qū)中移動站的各個位置，存儲搜索窗口大小；和使用存儲的已知移動站位置的搜索窗口大小，確定搜索參數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，存儲的移動站位置被存儲在一個三維的表格中。
6.一種包含機(jī)器可讀指令程序的制造產(chǎn)物，數(shù)字信號處理裝置可以執(zhí)行所述指令程序，以執(zhí)行無線通信網(wǎng)絡(luò)中的導(dǎo)頻信號搜索的方法，其特征在于，所述可讀指令包括確定網(wǎng)絡(luò)中移動站的位置；使用所述移動站的所述位置、搜索窗口大小和參數(shù)信息，使搜索導(dǎo)頻組中標(biāo)識的所有導(dǎo)頻所需的搜索時間最小化；和搜索所述導(dǎo)頻組中的所有導(dǎo)頻。
7.如權(quán)利要求6所述的制造產(chǎn)物，其特征在于，可讀指令還包括使用信號多路徑效應(yīng)和所述移動站的所述位置，確定搜索窗口大小。
8.如權(quán)利要求7所述的制造產(chǎn)物，其特征在于，還包括相對于小區(qū)中移動站的各個位置，存儲搜索窗口大小；和使用存儲的已知移動站位置的搜索窗口大小，確定搜索參數(shù)。
9.一種在無線通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行導(dǎo)頻信號搜索的裝置，其特征在于，它包括至少一個基站，它包括第一數(shù)字信號處理單元，其中所述至少一個基站發(fā)射導(dǎo)頻信號，并且所述第一數(shù)字信號處理單元可用于確定通信網(wǎng)絡(luò)中移動站的位置；至少一個移動站，它包括第二數(shù)字信號處理單元，其中至少一個移動站通信耦合到至少一個基站，并且第二數(shù)字信號處理單元可以使用移動站的位置、搜索窗口大小和參數(shù)信息，使搜索導(dǎo)頻組中標(biāo)識的所有導(dǎo)頻信號所需的搜索時間最小化。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，至少一個基站中的被選基站使用話務(wù)信道將搜索窗口大小和參數(shù)信息傳送到至少一個移動站。
11.一種在無線通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行導(dǎo)頻信號搜索的裝置，其特征在于，它包括第一裝置，用于確定網(wǎng)絡(luò)中移動站的位置；第二裝置，通信耦合到所述第一裝置，用于使用所述移動站的所述位置、搜索窗口大小和參數(shù)信息，使搜索導(dǎo)頻組中標(biāo)識的所有導(dǎo)頻所需的搜索時間最小化。
全文摘要
一種在無線通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行導(dǎo)頻信號搜索的方法和裝置。確定網(wǎng)絡(luò)中移動站的位置。然后，使用該位置確定搜索窗口大小和其它搜索參數(shù)信息，該信息可用于搜索指定導(dǎo)頻信號組中標(biāo)識的所有導(dǎo)頻信號。還可以根據(jù)移動站的位置和發(fā)射導(dǎo)頻信號多路徑效應(yīng)的其它分量，確定搜索窗口大小。
文檔編號G01S1/00GK1421071SQ00812116
公開日2003年5月28日 申請日期2000年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月31日
發(fā)明者S·S·索利曼 申請人:高通股份有限公司