CN1859666A - 一种移动通信终端的小区搜索方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通信终端的小区搜索方法，预先设置测量的频率间距和测量时间，其搜索过程包括：A.按照所述频率间距和测量时间对需要执行小区搜索的频段进行功率测量，获得由各频点功率值形成的该频段的原始功率分布曲线；B.对获得的原始功率分布曲线进行滤波，获得滤波后的功率分布曲线；C.按滤波后的功率分布曲线，对各频点功率值进行降序排列；D.按照排序结果执行小区搜索。本发明同时公开了一种移动通信终端的小区搜索装置，该装置在现有的小区搜索装置中增加了滤波电路，能够用上述方法进行小区搜索。应用本发明进行小区搜索，具有频点测量时间大大减少、测量值逼近实际分布值，且不易受信道条件的影响等优点。

Description

一种移动通信终端的小区搜索方法及其装置

技术领域

本发明涉及移动通信终端搜索小区的方法，特别涉及一种移动通信终端的小区搜索方法及其装置。

背景技术

移动通信系统的终端在开机后或者丢失网络信号的情况下会尝试搜索合适的小区。而终端在没有预存的小区信息情况下开机或开机后没有搜索到预存小区的情况下，会尝试在其接收能力的范围内进行全频段的小区搜索。当移动台支持的频段比较宽的时候，全频段的小区搜索会占用较长的时间。

第三代合作项目(3GPP)标准规定的3G频谱规划，参见图1，图1为UMTS陆地无线接入(UTRA)建议的3G频谱规划方案。其中，1920-1980MHz以及2110-2170MHz范围内共60MHZ×2上下行对称频谱分配给了“频分双工(FDD)”模式，而将1900-1920MHz以及2010-2025MHz范围内两段不对称频谱分配给了“时分双工(TDD)”模式。

同时规范中对频道栅格(Raster)定义如下：“规定的频道间隔为5MHz/1.6MHz(仅适用于UTRA TDD低码片速率)，但是在特定的应用场合下，为优化性能可以对该值进行调整……频道栅格固定为200KHz，这意味着所有的载频必须为200KHz的整数倍”。

在确定了栅格值以后，载波中心频率就可以表示为：

F_c＝F₀+200kHz×m

其中F₀为频带中某一参考中心频率，m为一整数值。

以UTRA FDD模式为例，如果初始频谱带宽分配为60MHz×2MHz，那么总计存在(60-5)MHz/200kHz＝275个可能的频道，所有这些频道可以根据其中心频率可以暂时称作FID1到FID275。如果按照频率的大小顺序逐一对每一可能频点进行小区搜索，假定最坏的情况下，每个载波的捕获时间为500ms，那么全波段的扫描时间会达到两分半钟。在这种情况下，全频段小区搜索将消耗大量的处理时间，这样：一方面，如前文所述这将导致移动台待机时间的下降，另一方面也使用户失去足够的耐心，降低了系统的服务质量。因此，提高“全频段搜索”的速度，降低全频段小区搜索的时间对移动终端而言是很有必要的。

为了提高“全频段搜索”的速度，已提出了很多算法和方法，目前最常用的方法是：在进行小区搜索之前，首先在全频段范围内对所有频点的接收功率进行测量，然后根据测量的功率值结果对所有的频点由大至小进行排序，最后按照由大至小的排序结果，对每个频点逐一执行小区搜索。

参见图2，图2为现有技术移动通信终端的小区搜索装置的结构和连接示意图。其中：小区搜索装置210设置在移动通信终端的基带接收机200中。射频模块202将从通过天线201接收的射频信号解调为基带信号发送给基带接收机200。

小区搜索装置210的功率测量电路211从射频模块202接收基带信号，根据基带信号测量出各个频点的功率值存储到存储器204中，并通知频点排序电路212。频点排序电路212从存储器204中读取各频点的功率值，将其按功率值由大到小进行降序排列，并按排列顺序将频点信息发送给小区搜索电路214。小区搜索电路214按照排列顺序对各个频点逐一执行小区搜索过程，小区搜索电路214搜索出一个可以成功驻留的小区时，结束小区搜索，并将搜索结果发送给其他基带处理模块203进行处理。其他基带处理模块203可以将处理结果发送给终端的CPU单元执行下一步的操作。

另外，公开号为CN 1468021A的专利提出了一种“高速全波段的小区搜索”方法，该方法首先将整个频段划分为若干分波段，然后测量各个分波段中心频点的信号强度，接着对分波段进行排序，根据排序的结果选取若干分波段，最后对分波段内所有载波执行普通小区搜索。

这两种方法的基本思想是类似的，即直接基于频点的测量功率对频带内频点进行降序排列。由于在频段内任意两个频点之间，功率高的频点中存在网络(也就是可以成功驻留的小区的实际频点)的概率总是要大于功率低的频点，因此和不进行排序的方法相比，这两种方法在很大程度上提高了“全频段搜索”的平均速度，降低了“全频段搜索”的平均搜索时间。

但是两种方法均没有充分利用到相邻频点之间的“功率分布曲线”的特征。参见图3，图3为全频段功率分布特征示意图。其中上半部分示出了测量滤波器带宽与接收信号带宽的滑动关系；下半部分示出了该滑动关系下的“功率分布曲线”。

由于单个频点的带宽和频点的功率测量带宽均为宽带(5MHz/1.6MHz^*)而且远大于频道栅格(200kHz)。如图3上半部分所示：以5MHz信号带宽为例，在数学上，频点的功率测量值应该等于接收信号和测量滤波器在频域上按照200KHz为步长进行滑动相关的结果。在理想的情况下，在实际频点周围会得到一个近似三角分布的功率测量曲线，其峰值处即为实际频点的位置，且其宽度为信号带宽的两倍。图3只示出了其中一个带宽的功率测量值，由图3可见，随着测量滤波器带宽以200kHz的步长逐渐向接收信号带宽滑动，测量功率值从0开始逐渐增大，直到测量滤波器带宽与接收信号带宽重合，测量功率值达到峰值。以后随着测量滤波器带宽逐渐滑动出接收信号带宽，测量功率值逐渐下降，直到测量滤波器带宽完全滑动出接收信号带宽，测量功率值降到0(图3中未示出)。

但是在实际环境中，该“功率分布曲线”的特征经常会因为白噪声以及信道的衰落等各种因素的影响，打乱其理想的三角形分布，此时中心功率可能不再位于三角形的峰值位置。

例如：FID38对应的单频点在理想信道下的功率分布曲线如图4所示。在实际环境中，由于白噪声以及信道的衰落的影响，使该频点功率分布曲线可能如图5所示。图5中，FID38对应的实际频点的功率值由于白噪声以及信道的衰落的影响降的很低。这种情况下，采用上述两种方法搜索小区时，频点排序的结果会将FID38对应的“实际频点”排在其它频点的后面，因此必须对前面的频点逐一进行小区搜索并将其一一排除，才能对“实际频点”进行小区搜索，才能搜索到FID38，而这一过程可能会占用大量的时间，从而导致整个小区搜索的平均时间大大增加，由此可见，上述两种方法在实际的信道环境下效果并不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种移动通信终端的小区搜索方法，应用该方法能够加快全频段小区搜索的速度。

本发明另一个主要目的在于提供一种移动通信终端的小区搜索装置，该装置进行全频段小区搜索的速度较快。

为实现上述目的的一个方面，本发明提供了一种移动通信终端的小区搜索方法，该方法预先设置测量的频率间距和测量时间，其搜索过程包括以下步骤：

A、按照所述频率间距和测量时间对需要执行小区搜索的频段进行功率测量，获得由各频点功率值形成的该频段的原始功率分布曲线；

B、对获得的原始功率分布曲线进行滤波，获得滤波后的功率分布曲线；

C、按滤波后的功率分布曲线，对各频点功率值进行降序排列；

D、按照排序结果执行小区搜索。

其中，频率间距可以设置为3GPP标准中规定的频率栅格的2ⁿ倍；对UTRAFDD模式，测量时间可以设置为：2ⁿ个时隙/2560×2ⁿchips；对UTRA TDD模式，测量时间可以设置为：一个无线帧/无线子帧。

步骤A所述进行功率测量的方法可以为：测量频率为频率间距整数倍的频点，对于该频段内其它频点采用直接补零处理。

对UTRA FDD模式所述测量频点功率值的方法可以为：

对在测量时间内该频点接收的各个基带信号码片的模值的平方求和；

对UTRA TDD模式所述测量频点功率值的方法可以为：测量该频点在一帧内的平均接收功率；或测量该频点在一帧内的某一连续数据长度的最大平均接收功率。

步骤B所述进行滤波的方法可以为：采用专用滤波器，对原始功率分布曲线进行滤波，降低由于白噪声或/和信道衰落造成的曲线变形的影响，获得与实际功率分布接近的滤波后功率分布曲线。

对于3.84Mchips/s码片速率的3G系统，所述专用滤波器系数可以设置为：

h＝[1 3 6 10 15 21 28 36 42 46 48 48 46 42 36 28 21 15 10 6 3 1]

对于1.28Mchips/s码片速率的3G系统，所述专用滤波器系数可以设置为：

h＝[1 3 6 10 12 12 10 6 3 1]

所述步骤B可以进一步包括：根据获得的滤波后的各频点功率值，确定搜索门限；

所述步骤C为：对于功率值大于或等于搜索门限的频率点进行降序排列。

所述确定搜索门限的方法可以为：根据情况任意设置；或通过求两次均值计算出搜索门限。

所述通过求两次均值计算出搜索门限的方法可以为：先对所有频点功率值求出第一均值；在对大于或等于该均值的频点功率值求出第二均值，将第二均值确定为搜索门限。

为实现上述目的的另一个方面，本发明提供了一种移动通信终端的小区搜索装置，包含：功率测量电路、频点排序电路和小区搜索电路，该装置还包含了滤波电路；

所述功率测量电路存储了预先设置的测量频率间距和测量时间，其按照频率间距和测量时间测量出各个频点的功率值，存储到移动通信终端的存储器中，形成原始功率分布曲线，并通知差值滤波电路；

滤波电路从存储器中获取各个频点的功率值，并对各个频点的功率值进行插值滤波，获得滤波后功率分布曲线，并根据该滤波后功率分布曲线并通知给频点排序电路；

频点排序电路从存储器中读取大于门限值的各频点的功率值，将其按功率值大小排列，并按排列顺序将频点信息发送给小区搜索电路；

小区搜索电路对各个频点执行小区搜索过程，将搜索结果发送出去。

其中，所述的滤波电路可以包含插值滤波器和频点排序单元；

所述插值滤波器从存储器中获取各个频点的功率值，并对各个频点的功率值进行插值滤波获得滤波后功率分布曲线，通知给频点排序单元；

频点排序单元根据该滤波后功率分布曲线确定搜索门限，通知给频点排序电路。

所述的滤波器系数可以根据系统不同有所区别：对于3.84Mchips/s码片速率的3G系统，其滤波器系数为：h＝[1 3 6 10 15 21 28 36 42 46 48 48 46 4236 28 21 15 10 6 3 1]对于1.28Mchips/s码片速率的3G系统，该滤波器系数设置为：h＝[1 3 6 10 12 12 10 6 3 1]。

由上述的技术方案可见，本发明的这种移动通信终端的小区搜索方法及装置，在获得测量功率值的原始功率分布曲线后，其进行滤波，滤波后的功率分布曲线基本去除了白噪声及衰落等原因造成的实际频率点测量的功率值较低等曲线变形的情况，使得滤波后功率值最大的频率点更接近于实际频率点。这样，在排序时，实际功率点必然会排到较前的位置，从而加快了搜索到驻留小区的时间。因此，本发明不论对于全频段小区搜索、半频段小区搜索还是1/4频段小区搜索，都能加快搜索的速度。

另外，本发明还可以在滤波后进一步设置搜索门限值，对功率值大于门限值的频点进行排序和执行小区搜索，从而减少了排序和搜索的频点，更加快了小区搜索的速度。

附图说明

图1为UTRA建议的3G频谱规划方案；

图2为现有技术移动通信终端的小区搜索装置的结构和连接示意图；

图3为全频段功率分布特征示意图；

图4为单频点在理想信道下的功率分布曲线；

图5为单频点在白噪声以及信道的衰落的影响下的功率分布曲线；

图6为本发明较佳实施例中采用的第一专用滤波器的脉冲响应示意图；

图7为本发明较佳实施例中采用的第二专用滤波器的脉冲响应示意图；

图8为采用第一专用滤波器对单频点在理想信道下的功率分布曲线进行滤波后的功率分布曲线；

图9为采用第一专用滤波器对单频点在白噪声以及信道的衰落的影响下的功率分布曲线进行滤波后的功率分布曲线；

图10为本发明第一较佳实施例的小区搜索流程图；

图11a为图10所示实施例在理想信道情况下的原始全频段功率分布曲线示意图；

图11b为图10所示实施例在理想信道情况下的滤波后全频段功率分布曲线示意图；

图12a为图10所示实施例在白噪声信道下的原始全频段功率分布曲线示意图；

图12b为图10所示实施例白噪声信道下的滤波后全频段功率分布曲线示意图；

图13a为图10所示实施例在白噪声信道和衰落下的原始全频段功率分布曲线示意图；

图13b为图10所示实施例在白噪声信道和衰落下的滤波后全频段功率分布曲线示意图；

图14为本发明第二较佳实施例的小区搜索流程图；

图15a为图14所示实施例在白噪声信道下的原始全频段功率分布曲线示意图；

图15b为图14所示实施例白噪声信道下的滤波后全频段功率分布曲线示意图；

图16a为图14所示实施例在白噪声信道和衰落下的原始全频段功率分布曲线示意图；

图16b为图14所示实施例在白噪声信道和衰落下的滤波后全频段功率分布曲线示意图；

图17a为本发明第三较佳实施例在白噪声信道下的原始全频段功率分布曲线示意图；

图17b为本发明第三较佳实施例白噪声信道下的滤波后全频段功率分布曲线示意图；

图18a为本发明第三较佳实施例在白噪声信道和衰落下的原始全频段功率分布曲线示意图；

图18b为本发明第三较佳实施例在白噪声信道和衰落下的滤波后全频段功率分布曲线示意图；

图19a为本发明第四较佳实施例在白噪声信道下的原始全频段功率分布曲线示意图；

图19b为本发明第四较佳实施例白噪声信道下的滤波后全频段功率分布曲线示意图；

图20a为本发明第四较佳实施例在白噪声信道和衰落下的原始全频段功率分布曲线示意图；

图20b为本发明第四较佳实施例在白噪声信道和衰落下的滤波后全频段功率分布曲线示意图；

图21为本发明较佳实施例中移动通信终端的小区搜索装置的结构和连接示意图；

图22为图21所示实施例中插值滤波电路的结构和连接示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举几个实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明的这种移动通信终端的全频段小区搜索方法及装置的主要思想是：预先设置测量的频率间距和测量时间，然后对测量的各频点的功率值的原始功率分布曲线进行滤波，根据滤波后的功率分布曲线对各频点功率值进行降序排列，按照排列结果执行小区搜索。

其中，“频率间距”是指相邻两次测量频点间的频率间隔，频率间隔越小测量精度越高，相应的用于全频段搜索的测量时间也越长；该值可以设为3GPP标准中规定的频率栅格(200kHz)的2n倍，对应UTRA FDD模式以及UTRA TDD(高码片速率)模式可以采用以下值：200kHz，400kHz，800kHz，1600kHz。而对应UTRA TDD(低码片速率)模式可以采用以下值：200kHz，400kHz。

“测量时间”是指对应每个频点所使用的测量时间，单个频点的测量时间越长测量的准确性也越高，相应的用于全频段搜索的测量时间也越长；该值的设置可以参考“频率间距”的设置，为保证一定性能，需要保证两者保持一定的比例关系。比如对于UTRA FDD模式，由于在一帧内的功率变化很小，因此可以将“测量时间”适当的减小，比如减小至n个时隙，在“n个时隙”时间内连续测量该频点的接收功率值的平均值。当然，如果对性能要求不高，也可以采用其他方式根据实际情况设置“频率间距”和“测量时间”。

表1为UTRA FDD模式下的几种典型的参考配置：

UTRA FDD	频率间距	测量时间
			参考配置一	200kHz	1个时隙/2560chips
参考配置二	400kHz	2个时隙/5120chips
			参考配置三	800kHz	4个时隙/10240chips
参考配置四	1600kHz	8个时隙/20480chips

                   表1

表2为UTRA TDD模式下的几种典型的参考配置：

UTRA TDD	频率间距	测量时间
			参考配置一	200kHz(仅适用UTRA TDD低码片速率)	无线帧/无线子帧*
参考配置二	400kHz*	无线帧/无线子帧*
			参考配置三	800kHz	无线帧
参考配置四	1600kHz	无线帧

                   表2

本发明对相邻频点之间的“功率分布特征”进行了合理利用。首先，从时域上而言，相邻频点之间的测量功率存在一定的相关性，即：相邻频点的功率值是缓慢变化的，不应出现突然的大小变化，本发明利用了这一相关性。举例来说，比如虽然某一频点的测量功率很小，但是其相邻频点的测量功率却很大，此时，根据上述的相关性，依然可以将其相邻频点的功率对其进行加权，加权以后频点测量功率的准确性就会大大改善。

其次，从频域上而言，功率分布的三角形曲线在频域上大致是一个低频信号，其主要能量分布于低频部分，而对噪声而言，其能量主要分布于整个频段，而对快衰落而言，其主要能量分布于高频部分。因此为了降低噪声和快衰落的影响可以采用低通滤波的方式，降低噪声和衰落的影响，从而提高测量的准确性。

因此，本发明可以采用专用的低通滤波器，通过对测量的全频带内“原始功率分布曲线”进行低通滤波处理，以降低噪声和快衰落的影响，从而提高测量的准确性，进而尽可能的还原其本来的“功率分布曲线的特征”。

可见，设置合适的低通滤波器的系数，是尽可能的还原其本来的“功率分布曲线的特征”一个重要的步骤。申请人根据反复实验，对于3.84Mchips/s码片速率的3G系统，其滤波器系数可以设置为：

h＝[1 3 6 10 15 21 28 36 42 46 48 48 46 42 36 28 21 15 10 6 3 1]，为描述简便，该滤波器以下简称第一滤波器。

对于1.28Mchips/s码片速率的3G系统，该滤波器系数可以设置为：

h＝[1 3 6 10 12 12 10 6 3 1]，为描述简便，该滤波器以下简称第二滤波器。

由于UTRA FDD模式和UTRA TDD模式下第二～第四种配置中，搜索的频率间距是频道栅格的2ⁿ倍(n＞1)，也就是对于需要进行小区搜索的频段内的所有频点，测量所有实际频率值为频率间距整数倍的频点，对于其它频点则采用直接“补零”处理。

因此，第一滤波器和第二滤波器都可以采用插值滤波器，能够先对获得的原始功率分布曲线进行插值处理，也就是对上述“补零”的频点进行处理，再进行滤波处理。实际应用中，插值处理和滤波操作也可以单独实现，此时插值处理可以采用任何常见的插值方法。比如：线性插值或者二次插值等等，滤波可以采用任何常见的低通滤波器，但是滤波器的阶数要和信号带宽相匹配。

由于UTRA FDD模式和UTRA TDD模式下第一种配置中，搜索的频率间距与频道栅格相等，无需进行“补零”处理，因此既可以采用上述的专用插值滤波器也可以常见的低通滤波器来进行滤波处理。

以下举UTRA FDD模式下进行全频段小区搜索的四个较佳实施例，对本发明进行详细说明。如前文所述，根据3GPP规范，UTRA FDD模式下行链路使用在2110MHz和2170之间的60MHz频率带宽，其中频道栅格为200KHz，在这种移动通信系统中，频率信道(简称频道)数为300个，在下文中可以将这些频率信道称为FID1到FID300。

下面的四个较佳实施例中，均采用上述的第一滤波器或第二滤波器。参见图6和图7，图6为本发明较佳实施例中采用的第一专用滤波器的脉冲响应示意图。图7为本发明较佳实施例中采用的第二专用滤波器的脉冲响应示意图。实际应用中，也可以将滤波器系数设置为其他值，只要其脉冲响应曲线形状与图6或图7相同或接近即可。

参见图8，图8为采用第一专用滤波器对单频点在理想信道下的功率分布曲线进行滤波后的功率分布曲线。将图8与图4对比可见，单频点在理想信道下的功率分布曲线在滤波前后很接近，滤波后曲线基本还原了其本来的“功率分布曲线的特征”。

参见图9，图9为采用第一专用滤波器对单频点在白噪声以及信道的衰落的影响下的功率分布曲线进行滤波后的功率分布曲线。将图9与图5对比可见，如果实际频点对应的是FID 38，图5中的FID 38对应实际频点的功率值由于白噪声以及信道的衰落的影响变的很低，而图9中将实际频点的功率值恢复到了峰值。此种情况下进行的频率点功率值降序排列，会将实际频点排在最先的位置，这样先对该频点进行小区搜索，就能很快找到FID 38，从而加快了小区搜索的速度。

以下分别对四个较佳实施例的小区搜索过程进行详细说明。

第一较佳实施例：

本实施例参数配置采用UTRA FDD参考配置一中的配置，即全频段搜索的相邻测量频点的“频率间距”为200kHz而对每个频点功率的“测量时间”为1个时隙/2560chips。本实施例中“频率间距”与频道栅格相等，因此可以采用逐频点测量的方法，相应的测量时间也是四种UTRA FDD实施方案中最短的。选定了配置后，将配置参数存储到移动通信终端中。

参见图10，图10为本发明第一较佳实施例的小区搜索流程图。该流程包括以下步骤：

步骤101，根据频率间距和测量时间对各个频点的功率值进行测量，获得各个频点的原始功率值，这些原始功率值形成原始功率分布曲线。

具体的测量方法为：

$P_i=\underset{k=0}{\overset{2559}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|r_i\left(k\right)\left|\right|}^2,i=0,\mathrm{1,2,3}...299---\left(1\right)$

其中，r_i(k)为终端在频道FID(i+1)上接收的任意一段基带信号，k为对应的码片序号。

步骤102，对原始功率分布曲线进行滤波，获得滤波后功率分布曲线。这里采用了如前文所述的滤波器，其系数为：

h＝[1 3 6 10 15 21 28 36 42 46 48 48 46 42 36 28 21 15 10 6 3 1]/256

其中，将系数除以256的目的是归一化，没有实际的物理意义。

本实施例的功率分布曲线滤波前后的效果对比参见图11a～图13b。

其中，图11a为图10所示实施例在理想信道情况下的原始全频段功率分布曲线示意图，图11b为图10所示实施例在理想信道情况下的滤波后全频段功率分布曲线示意图。

图12a为图10所示实施例在白噪声信道下的原始全频段功率分布曲线示意图(其载干比C/I为-10dB)，图12b为图10所示实施例白噪声信道下的滤波后全频段功率分布曲线示意图。

图13a为图10所示实施例在白噪声信道和衰落下的原始全频段功率分布曲线示意图(其载干比C/I为-10dB，3GPP测量信道case3)，图13b为图10所示实施例在白噪声信道和衰落下的滤波后全频段功率分布曲线示意图。

从图11a～图13b可以很清楚的看出，和“原始全频段功率分布曲线”相比，“滤波后全频段功率分布曲线”非常接近实际的功率分布。

步骤103，根据滤波后功率分布曲线，确定搜索门限值T。设置搜索门限可以减少参加排序的频点，减少执行搜索小区的频点，进一步提高小区搜索速度，在实际应用中，也可以不设置门限。

搜索门限值T可以根据情况任意设置，为便于实现，本实施例采用了两次求均值的方法，具体如下：

设集合A＝{FID(i)|i＝0...299}

门限T0＝Mean(A)，其中Mean为均值操作符。

集合B＝{FID(i)|FID(i)＜T0}

门限T1＝Mean(B)，其中Mean为均值操作符。

最终门限为T＝T1。

步骤104，对于所有功率大于或等于搜索门限值T的频点按功率值执行由大到小的频点降序排列。

步骤105，按照排列顺序选择一个频点。

步骤106，对选择的频点执行小区搜索。

步骤107，判断是否搜索到可以成功驻留的小区，如果是，则执行步骤108；否则执行步骤109。

步骤108，记录该频点信息后，结束流程。

步骤109，判断是否对所有频点执行了小区搜索，如果是，则结束流程；否则，返回步骤105，按照排列顺序选择下一个频点。

第二较佳实施例：

本实施例参数配置采用UTRA FDD参考配置二中的配置，即“频率间距”为400kHz而对每个频点功率的“测量时间”为2个时隙/2560*2chips。

此时，频点测量为隔点测量一次，需要测量频点的数目是第一较佳实施例的一半，但对每个频点的“测量时间”却为第一较佳实施例的2倍，这样完成全频段测量的总时间实际上并没有改变。

选定了配置后，将配置参数存储到移动通信终端中。

参见图14，图14为本发明第二较佳实施例的小区搜索流程图。该流程包括以下步骤：

步骤141，根据频率间距和测量时间对各个频点的功率值进行测量，也就是对于需要进行小区搜索的频段内的所有频点，测量所有实际频率值为频率间距整数倍的频点。本实施例中，测量间距为400kHz，测量的频率点为：400kHz、800kHz、1200kHz、1600kHz....

具体的测量方法为：

$P_i=\underset{k=0}{\overset{5119}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|r_i\left(k\right)\left|\right|}^2,i=\mathrm{0,2,4,6,8}...298---\left(2\right)$

其中，r_i(k)为终端在频道FID(i+1)上接收的任意一段基带信号，k为对应的码片序号。

步骤142，对于步骤141中没有进行测量的其它频点采用直接“补零”处理，也就是将其他频点的功率值写为0。

步骤143，对原始功率分布曲线进行插值滤波，获得滤波后功率分布曲线。这里采用了如前文所述的滤波器，其系数为：

h＝[1 3 6 10 15 21 28 36 42 46 48 48 46 42 36 28 21 15 10 6 3 1]/256

其中，将系数除以256的目的是归一化，没有实际的物理意义。

本实施例的功率分布曲线滤波前后的效果对比参见图15a～图16b。

其中，图15a为图14所示实施例在白噪声信道下的原始全频段功率分布曲线示意图，图15b为图14所示实施例白噪声信道下的滤波后全频段功率分布曲线示意图。

图16a为图14所示实施例在白噪声信道和衰落下的原始全频段功率分布曲线示意图，图16b为图14所示实施例在白噪声信道和衰落下的滤波后全频段功率分布曲线示意图。

从图15a～图16b可以很清楚的看出，和“原始全频段功率分布曲线”相比，“滤波后全频段功率分布曲线”非常接近实际的功率分布。

步骤144～步骤150，如图14所示，其过程与图10所示步骤103～步骤109完全相同，这里不再重复说明。

第三较佳实施例：

本实施例参数配置采用UTRA FDD参考配置三中的配置，即“频率间距”为800kHz而对每个频点功率的“测量时间”为4个时隙/2560*4chips。

此时，频点测量为每4点测量一次，需要测量频点的数目是第一较佳实施例1/4，但对每个频点的“测量时间”却为第一较佳实施例的4倍，这样完成全频段测量的总时间实际上并没有改变。

选定了配置后，将配置参数存储到移动通信终端中。

本实施例中的小区搜索过程与图14完全相同。只是步骤141中测量的时间和频点数不同，本实施例的测量时间为4个时隙/2560*4chips，测量间距为测量所有实际频率值为频率间距整数倍的频点。本实施例中，测量间距为400kHz，测量的频率点为：800kHz、1600kHz、2400kHz、3200kHz....

具体的测量方法为：

$P_i=\underset{k=0}{\overset{10239}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|r_i\left(k\right)\left|\right|}^2,i=\mathrm{0,4,8,12,16}...296---\left(3\right)$

其中，r_i(k)为终端在频道FID(i+1)上接收的任意一段基带信号，k为对应的码片序号。

本实施例的功率分布曲线滤波前后的效果对比参见图17a～图18b。

其中，图17a为本发明第三较佳实施例在白噪声信道下的原始全频段功率分布曲线示意图，图17b为本发明第三较佳实施例白噪声信道下的滤波后全频段功率分布曲线示意图。

图18a为本发明第三较佳实施例在白噪声信道和衰落下的原始全频段功率分布曲线示意图，图18b为本发明第三较佳实施例在白噪声信道和衰落下的滤波后全频段功率分布曲线示意图。

从图17a～图18b可以很清楚的看出，和“原始全频段功率分布曲线”相比，“滤波后全频段功率分布曲线”非常接近实际的功率分布。

第四较佳实施例：

本实施例参数配置采用UTRA FDD参考配置四中的配置，即“频率间距”为1600kHz而对每个频点功率的“测量时间”为8个时隙(2560*8chips)。

此时，频点测量为每8点测量一次，需要测量频点的数目是第一较佳实施例的1/8，但对每个频点的“测量时间”却为第一较佳实施例的8倍，这样完成全频段测量的总时间实际上并没有改变。

选定了配置后，将配置参数存储到移动通信终端中。

本实施例中的小区搜索过程与图14完全相同。只是步骤141中测量的时间和频点数不同，本实施例的测量时间为8个时隙/2560*8chips，测量间距为测量所有实际频率值为频率间距整数倍的频点。本实施例中，测量间距为1600kHz，测量的频率点为：1600kHz、3200kHz、4800kHz、6400kHz....

具体的测量方法为：

$P_i=\underset{k=0}{\overset{20479}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|r_i\left(k\right)\left|\right|}^2,i=\mathrm{0,8,16,24,32}...296---\left(4\right)$

其中，r_i(k)为终端在频道FID(i+1)上接收的任意一段基带信号，k为对应的码片序号。

本实施例的功率分布曲线滤波前后的效果对比参见图19a～图20b。

其中，图19a为本发明第四较佳实施例在白噪声信道下的原始全频段功率分布曲线示意图，图19b为本发明第四较佳实施例白噪声信道下的滤波后全频段功率分布曲线示意图。

图20a为本发明第四较佳实施例在白噪声信道和衰落下的原始全频段功率分布曲线示意图，图20b为本发明第四较佳实施例在白噪声信道和衰落下的滤波后全频段功率分布曲线示意图。

从图19a～图20b可以很清楚的看出，和“原始全频段功率分布曲线”相比，“滤波后全频段功率分布曲线”非常接近实际的功率分布。

可见，应用本发明上述实施例，不但可以减少测量频点的数目，而且可以减少每个频点测量的时间。对于待测量频点的数目，利用本发明可以最多将其减少至全频段的1/8。而对于频点测量的时间，利用本发明最少可以将其减少至一个时隙。因此大大缩短了测量全频段功率分布曲线所需的时间。

以上是对UTRA FDD模式的四个实施例进行了说明，如果是UTRATDD模式可以参照对上述实施步骤，对步骤101或步骤141的测量步骤稍加修改，其余步骤完全相同。

具体来说，对于UTRA TDD模式，由于其“时分复用”的特殊性，不能采用与上述UTRA FDD测量相同的方法，通常采用以下两种方法之一：

方法一：对测量的频点，测量其在一帧内的平均接收功率，作为该频道的功率值。

方法二：对测量的频点，测量其在一帧内的某一连续数据长度，比如一个时隙的最大平均接收功率，作为该频道的功率值。

但无论采用何种方式，其“测量时间”最小长度均为一个无线帧/无线子帧。

另外，如果需要半频段小区1/4频段小区而不是全频段小区搜索，本发明依然适用，搜索的方法相同，只是测量的频段长短的区别。

实际应用时，可以在移动通信终端中存储上述方法的处理软件来实现，也可以通过几个功能模块配合来实现。

参见图21，图21为本发明较佳实施例中移动通信终端的小区搜索装置的结构和连接示意图。其中：小区搜索装置2110设置在移动通信终端的基带接收机2100中。射频模块2102将从通过天线2101接收的射频信号解调为基带信号发送给基带接收机2100。

图21中，小区搜索装置2110不仅包含功率测量电路2111、频点排序电路2113、和小区搜索电路2114，还包含了插值滤波电路2112。

其中功率测量电路2111存储了预先设置的测量频率间距和测量时间，其从射频模块2102接收基带信号，根据基带信号，按照频率间距和测量时间测量出各个频点的功率值存储到存储器2104中，并通知差值滤波电路712。

差值滤波电路2112的滤波器系数根据系统不同有所区别：对于3.84Mchips/s码片速率的3G系统，其滤波器系数可以设置为：h＝[1 3 6 10 1521 28 36 42 46 48 48 46 42 36 28 21 15 10 6 3 1]对于1.28Mchips/s码片速率的3G系统，该滤波器系数可以设置为：h＝[1 3 6 10 12 12 10 6 3 1]。

差值滤波电路2112从存储器2104中获取各个频点的功率值，并对各个频点的功率值进行插值滤波获得“滤波后功率分布曲线”，并根据该“滤波后功率分布曲线”确定搜索门限T，通知给频点排序电路2113。这里确定搜索门限T的方法与上述实施例相同，不再重复。当然，实际应用中也可以不再设置门限，而对所有频点执行排序。

参见图22，图22为图21所示实施例中插值滤波电路的结构和连接示意图。差值滤波电路2112包含插值滤波器2200和频点排序单元2201。其中，由插值滤波器2200从存储器2104中获取各个频点的功率值，并对各个频点的功率值进行插值滤波获得“滤波后功率分布曲线”，通知给频点排序单元2201。频点排序单元2201根据该“滤波后功率分布曲线”确定搜索门限T，通知给频点排序电路2113。

频点排序电路2113根据该门限T从存储器2104中读取大于门限值的各频点的功率值，将其按功率值大小排队，并按排队顺序将频点信息发送给小区搜索电路2114。

小区搜索电路2114对各个频点执行小区搜索过程，将搜索结果发送给其他基带处理模块2103进行处理。其他基带处理模块203可以将处理结果发送给终端的CPU单元执行下一步的操作。

上述实施例所述的执行小区搜索，是指按“3GPP：TS25.214附录C”以及“3GPP：TS25.224附录C/CA”中推荐的“小区搜索过程”，详见3GPP标准，这里不再赘述。

由上述的实施例可见，应用本发明的这种移动通信终端的小区搜索方法及装置进行小区搜索，具有频点测量时间大大减少、测量值逼近实际分布值，且不易受信道条件的影响等优点。

Claims (12)

1、一种移动通信终端的小区搜索方法，其特征在于，该方法预先设置测量的频率间距和测量时间，其搜索过程包括以下步骤：

A、按照所述频率间距和测量时间对需要执行小区搜索的频段进行功率测量，获得由各频点功率值形成的该频段的原始功率分布曲线；

B、对获得的原始功率分布曲线进行滤波，获得滤波后的功率分布曲线；

C、按滤波后的功率分布曲线，对各频点功率值进行降序排列；

D、按照排序结果执行小区搜索。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：频率间距设置为3GPP标准中规定的频率栅格的2ⁿ倍；对UTRA FDD模式，测量时间设置为：2ⁿ个时隙/2560×2ⁿchips；对UTRA TDD模式，测量时间设置为：一个无线帧/无线子帧。

3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤A所述进行功率测量的方法为：测量频率为频率间距整数倍的频点，对于该频段内其它频点采用直接补零处理。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，对UTRA FDD模式所述测量频点功率值的方法为：

对在测量时间内该频点接收的各个基带信号码片的模值的平方求和；

对UTRA TDD模式所述测量频点功率值的方法为：测量该频点在一帧内的平均接收功率；或测量该频点在一帧内的某一连续数据长度的最大平均接收功率。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述进行滤波的方法为：采用专用滤波器，对原始功率分布曲线进行滤波，降低由于白噪声或/和信道衰落造成的曲线变形的影响，获得与实际功率分布接近的滤波后功率分布曲线。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，

对于3.84Mchips/s码片速率的3G系统，所述专用滤波器系数设置为：

h＝[1 3 6 10 15 21 28 36 42 46 48 48 46 42 36 28 21 15 10 6 3 1]

对于1.28Mchips/s码片速率的3G系统，所述专用滤波器系数设置为：

h＝[1 3 6 10 12 12 10 6 3 1]

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：根据获得的滤波后的各频点功率值，确定搜索门限；

所述步骤C为：对于功率值大于或等于搜索门限的频率点进行降序排列。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定搜索门限的方法为：根据情况任意设置；或通过求两次均值计算出搜索门限。

9、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过求两次均值计算出搜索门限的方法为：先对所有频点功率值求出第一均值；在对大于或等于该均值的频点功率值求出第二均值，将第二均值确定为搜索门限。

10、一种移动通信终端的小区搜索装置，包含：功率测量电路、频点排序电路和小区搜索电路，其特征在于：该装置还包含了滤波电路；

所述功率测量电路存储了预先设置的测量频率间距和测量时间，其按照频率间距和测量时间测量出各个频点的功率值，存储到移动通信终端的存储器中，形成原始功率分布曲线，并通知差值滤波电路；

滤波电路从存储器中获取各个频点的功率值，并对各个频点的功率值进行插值滤波，获得滤波后功率分布曲线，并根据该滤波后功率分布曲线并通知给频点排序电路；

频点排序电路从存储器中读取大于门限值的各频点的功率值，将其按功率值大小排列，并按排列顺序将频点信息发送给小区搜索电路；

小区搜索电路对各个频点执行小区搜索过程，将搜索结果发送出去。

11、如权利要求10所述的小区搜索装置，其特征在于：所述的滤波电路包含插值滤波器和频点排序单元；

所述插值滤波器从存储器中获取各个频点的功率值，并对各个频点的功率值进行插值滤波获得滤波后功率分布曲线，通知给频点排序单元；

频点排序单元根据该滤波后功率分布曲线确定搜索门限，通知给频点排序电路。

12、如权利要求10所述的小区搜索装置，其特征在于，所述的滤波器系数根据系统不同有所区别：对于3.84Mchips/s码片速率的3G系统，其滤波器系数为：h＝[1 3 6 10 15 21 28 36 42 46 48 48 46 42 36 28 21 15 10 6 3 1]对于1.28Mchips/s码片速率的3G系统，该滤波器系数设置为：h＝[1 3 6 10 1212 10 6 3 1]。

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