頻率選擇方法和接收機的製作方法
2023-07-08 09:53:01
專利名稱：頻率選擇方法和接收機的製作方法
技術領域：
本發明涉及從多個彼此不同的頻率中選擇頻率的方法。本發明例如適用於移動通信的頻帶搜索。
背景技術：
在移動通信中，採用構成預定頻域的彼此不同的多個頻率作為來自基站的發送用(從而移動通信機接收用)頻率。然後基站以預定頻率發送有效電波的有效波。例如，在W-CDMA(wide code division multiple access)方式標準的3GPP(3rdgeneration partnership project)中，在從2110MHz到2170MHz之間，以從除去兩端的頻率以200kHz間隔設定的299個頻率中選擇的頻率發送有效波。
另外，在接通電源時，移動通信機分析有效波存在於多個頻率中的哪個或者不存在。這稱為頻帶搜索處理。移動通信機在位於服務區之外的情況下，每隔一定周期反覆執行頻帶搜索處理，盡力搜索可等待接受的基站。
現有頻帶搜索處理在設定的多個頻率中依次檢索是否存在有效波，因此，頻帶搜索處理所需的時間長。因此，在電源接通時進行的頻帶搜索處理中，從電源接通到等待接受結束所需要的時間變長。特別地，在服務區之外區域內的頻帶搜索中，導致耗電增大。
此外，對於由於衰減等意外的突發因素使接收信號強度削弱的測定頻率，用於有效波搜索的判斷可靠性低，因此，難以正確判斷該頻率是否存在有效波。
發明概要因此，鑑於這種情況，本發明的第一目的是縮短頻帶搜索的處理時間，以縮短從電源接通到等待接受結束所需要的時間，抑制服務區之外區域中的耗電。此外，本發明的第二目的是對於接收信號強度由於突發因素而削弱的電波，在有效波存在時正確檢測它。
本發明的權利要求1涉及一種從構成預定頻帶的多個頻率中選擇上述頻率的方法，具有步驟(a)、(b)。其中，上述頻率以高低順序被劃分成鄰接的多個組。在上述各組中包含的上述頻率中至少存在一個代表頻率。在步驟(a)中，求出滿足以接收信號強度為基準的第1條件的上述代表頻率。在步驟(b)中，從滿足上述第1條件的上述代表頻率所屬的上述組包含的上述全部頻率中，選擇滿足以目的波的功率為基準的第2條件的上述頻率。
本發明的權利要求2涉及權利要求1所述的頻率選擇方法，採用接收信號強度絕對或相對地在預定電平以上作為上述第1條件。
本發明的權利要求3涉及權利要求1所述的頻率選擇方法，採用上述第1同步信道的時片功率對總接收功率之比高於預定值作為上述第2條件。
本發明的權利要求4涉及權利要求1-權利要求3中任一項所述的頻率選擇方法，將上述組具有的頻帶設定成在有效波存在的上述頻率附近，上述接收信號強度絕對或相對增大到預定閾值以上的頻帶的二分之一以下。
本發明的權利要求5涉及權利要求1-權利要求4中任一項所述的頻率選擇方法，在其所屬的上述組具有的頻帶的中央值附近選定一個上述代表頻率。
本發明的權利要求6涉及權利要求1-權利要求5中任一項所述的頻率選擇方法，上述步驟(b)具有步驟(b-1)和(b-2)。在步驟(b-1)中，對上述代表頻率在上述第1和第2條件中進行推敲。步驟(b-2)中，滿足第1條件的上述代表頻率所屬的上述組包含的上述頻率中，對除去上述代表頻率的所有頻率進行上述第1和第2條件的推敲。
本發明的權利要求7涉及從構成預定頻帶的多個頻率中選擇上述頻率的方法，具有步驟(a)、(b)。在步驟(a)中，在基於一個上述頻率的接收功率的指標偏離預定值以上而降低到與其鄰接的其它上述頻率的上述指標的情況下，再次求出上述一個上述頻率的指標。在步驟(b)中，對於滿足上述指標在預定值以上的第1條件的上述頻率，選擇滿足基於目的波的功率的第2條件的頻率。
本發明的權利要求8涉及權利要求7所述的頻率選擇方法，上述指標以接收信號強度為基準。
本發明的權利要求9涉及權利要求8所述的頻率選擇方法，上述第2條件採用上述第1同步信道的時片功率對總接收功率之比高於預定值。
本發明的權利要求10涉及權利要求7-權利要求9中任一項所述的頻率選擇方法，上述步驟(b)和上述步驟(a)並行進行。
本發明的權利要求11涉及採用權利要求1-權利要求10中任一項所述的頻率選擇方法的接收機。
附圖簡介
圖1是可適用本發明實施例1的移動通信機的結構方框圖；圖2是本發明實施例1中組劃分的原理圖；圖3是本發明實施例1中頻帶搜索處理的流程圖；圖4是接收信號強度對各頻率的曲線；圖5是對預定頻帶進行接收時的接收信號強度曲線；圖6是本發明實施例2中頻帶搜索處理的流程圖。
發明實施例實施例1通過本實施例示出了實現作為主要的第一目的的發明。圖1是可使用本實施例的移動通信機的結構的方框圖。該移動通信機具有控制部10、基帶部20、無線部30和天線40。控制部10控制裝置的全部動作，基帶部20合成·分離聲音信號和控制信號，無線部30進行無線信號的調製·解調。該移動通信機例如以W-CDMA方式動作。
具體地說，頻帶搜索處理是基帶部20和無線部30具有的硬體和固件檢查構成發送接收用預定頻域且彼此不同的頻率的第1同步信道(pSCHprimarysynchronization channel)的有無。通過基帶部20、無線部30執行上述處理，控制控制部10具有的CPU11的軟體。
對於某一頻率，這樣來判斷第1同步信道是否存在基帶部20測量該頻率的接收信號強度(RSSIreceived signal strength indicator)、第1同步信道的接收信號碼功率(RSCPreceived signal code power)。CPU11從接收信號碼功率中減去接收信號強度並求出差。接收信號強度表示包含通過著眼的頻率內的雜音和其它擾頻碼擴展波的總功率。接收信號強度和接收信號碼功率用對數表示，因此通過目的擾頻碼擴展的波(目的波)的功率Ec和著眼該差的頻率的總功率Io的比是Ec/Io。在比預定值還高的頻率中，認為存在有效波。
在本實施例中，將預定頻帶中按高低順序鄰接的頻率劃分為組。各組包含的頻率個數比構成預定頻帶的頻率個數小。圖2示出了該組劃分的原理圖。這裡，預定的頻帶由第0頻率f0～第298頻率f298構成，示出了頻率按該順序升高進行的情況。第(8k-8)頻率f8k-8～第(8k-1)頻率f8k-1(k＝1，2，……，37)分別屬於第k組，第296頻率至第298頻率屬於第38組G38。
此外，構成各組Gk的頻率個數比8少一個以上，例如一個頻率作為代表頻率Fk存在。例如第(8k-5)頻率f8k-5作為第k組Gk的代表頻率Fk存在。構成第38組G38的頻率個數不小於3，例如一個頻率作為代表頻率F38存在。例如選定第297頻率f297作為代表頻率F38。
在本發明中，上述組和代表頻率的存在是前提，但不是必須將本發明劃分成組以及選定代表頻率。例如，預先在預定頻帶由劃分成各代表頻率被選定的組的頻率構成的狀況下，可適用本發明。
下面，判斷代表頻率F1～F38是否滿足以接收信號強度作為基準的第1條件。從滿足第1條件的代表頻率所屬的組包含的全部頻率中選擇滿足以目的波的功率作為基準的第2條件的頻率。
例如採用接收信號強度絕對或相對地比預定電場電平高作為第1條件。在構成頻域的頻率中，在有效波存在的頻率附近的頻帶例如有效波存在的頻率前後2.5MHz(合計5MHz)範圍內，接收信號強度高。因此，考慮接收信號強度比預定電場電平高的代表頻率所屬的組中存在有效波。通過基於第2條件從組中選擇頻率，可迅速進行頻帶搜索處理。
作為第2條件，例如採用從接收信號碼功率中減去接收信號強度後的差即時片功率與總接收功率的比比預定值還高的頻率。在功率比Ec/Io比預定值還高的情況下，認為在著眼的頻率中存在有效波。
圖3是本實施例中頻帶搜索處理的流程圖。在步驟S11中，對代表頻率F1～F38進行檢查。在步驟S11的檢查中，至少考慮第1條件，而且要考慮第2條件。
然後，進入步驟S12，對於在步驟S11中處理的代表頻率，一個一個順次選出。接著進入步驟S13，判斷在步驟S11中測定的接收信號強度(RSSI)是否在其閾值以上。如果是，則進入步驟S14，對在步驟S13中推敲的代表頻率所屬的組包含的全部頻率進行檢查。在步驟S14的檢查中，至少考慮第2條件，而且也要考慮第1條件。之後進入步驟S15。如果在步驟S13中的判斷結果為否，則進入步驟S15。
在步驟S15中對全部代表頻率進行步驟S13中執行的判斷。如果判斷結果為否，則返回在步驟S12中的處理，如果判斷結果為是，則頻帶搜索處理結束。
例如，代表頻率F15、F16、F17滿足第1條件時，步驟S14是對組G15、G16、G17中全部頻率即第112頻率f112～第135頻率f135進行的。
圖4是對應接收信號強度(RSSI)的各頻率的值的組。例如，有效波存在的頻率的接收信號強度是-77dBm左右，從有效波存在的頻率開始比2.5MHz還遠的頻率的接收信號強度是-95dBm左右，因此，設定從代表頻率檢查結果最佳的-77dBm中減去相對閾值8dB的-85dBm作為變成第1條件的判斷基準的電場電平。示出了分別屬於組G15、G16、G17的代表頻率F15、F16、F17都比-85dBm高的情況。
如上所述，以有效波存在的頻率為中央的前後2.5MHz範圍內，接收信號強度高。其中，接收信號強度的頻率分布存在離有效波存在的頻率越遠就越小的傾向。這樣，採用其所屬組的最低頻率和最高頻率作為代表頻率時，會擔心放過有效波存在的頻率。例如，在圖4所示的例子中，在屬於組G15中的最低頻率第112頻率f112比預定電場電平低。這樣，如果在選擇第112頻率f112作為代表頻率F15的情況下，即使在組G15中存在有效波也會被放過。相反，選擇第135頻率F15作為代表頻率F17的情況下，即使在組G17中存在有效波也會被放過。因此，希望代表頻率選擇在其所屬組的頻率的中央值附近。
現在，在步驟S11和步驟S14的所有檢查中，基於第1和第2條件的判斷，即在對接收信號強度和功率比Ec/Io進行推敲時，考慮本實施例的優點。如果檢查一個頻率需要30毫秒，則在以前的頻帶搜索處理中，忽略頻率掃描的時間，從式(1)中計算出僅該檢查所需要的時間是8.97秒。頻帶搜索處理耗費的電流為150毫安，從式(2)算出其總和是1345.5毫安。
式1299×30(毫秒)＝8.97(秒) ……(1)式2150(毫安)×8.97(秒)＝1345.5(毫安·秒)……(2)另一方面，在本實施例中，首先在步驟S11中，由式(3)算出僅檢查代表頻率所需的時間為1.14秒。
式338×30(毫秒)＝1.14(秒) ……(3)然後，在步驟S13中，在對代表頻率F15、F16、F17進行測定的接收信號強度判斷為在預定電場電平以上時，在步驟S14中對第112頻率f112～第135頻率f135實行。然後由式(4)計算出僅步驟S14中檢查所需的時間為0.72秒。
式48×3×30(毫秒)＝0.72(秒)……(4)在成為步驟S14處理對象的頻率中，代表頻率已經在步驟S11中求出。這樣，如果挪用它，則從式(5)中計算出在步驟S14中僅檢查所需的時間為0.63秒。
式50.72(秒)-3×30(毫秒)＝0.63(秒)……(5)這樣，在本實施例中，僅頻帶搜索處理檢查所需的時間可合計縮短到1.77秒。這是現有情況下處理時間8.97秒的約1/5，從而消耗電流的總和可抑制到約1/5。
如果增加每一組具有的頻率數，則組的個數變少，容易減少代表頻率的個數，可進一步縮短步驟S11所需的時間。另一方面，如上所述，在有效波存在的頻率附近，接收信號強度高的是其前後2.5MHz左右的頻帶。然後，來自基站的發送用頻率以一定間隔(在本實施例中為200kHz)設定，因此，構成各組的頻率個數的不同，必定導致各組具有的頻帶不同。因此，不希望各組具有的頻率個數多到該組具有的頻帶超過2.5MHz的程度。即，希望組具有的頻帶被設定成在有效波存在的頻率附近接收信號強度增大到預定閾值以上的頻帶的二分之一以下。在本實施例中，示出了除去第38組G38、所有組具有的頻帶為1.6MHz(＜2.5MHz)的情況。不用說，各組具有的頻帶最好各不相同。
根據以上的實施例，可縮短頻帶搜索處理的時間，從而縮短從電源接入到等待接受結束所需要的時間，抑制服務區之外區域內的耗電。
例如以RSSI的絕對值進行第1條件的判斷等情況下，對代表頻率進行檢查，在得到滿足第1條件的代表頻率時，可對該代表頻率所屬的組包含的全部頻率進行步驟S14的檢查。例如如上所述的例子，在對代表頻率F1～F15進行步驟S11的檢查之後，對第112頻率f112～第119頻率f119進行步驟S14的檢查。之後，在對代表頻率F16進行步驟S11的檢查之後，對第120頻率f120～第127頻率f127進行步驟S14的檢查。之後，對代表頻率F17進行步驟S11的檢查之後，對第128頻率f128～第135頻率f135進行步驟S14的檢查。之後，對代表頻率F17～F38進行步驟S11的檢查，頻帶搜索處理結束。
實施例2在本實施例中，為達到作為主要的第2目的示例了本發明。本實施例也採用圖1中所示結構的移動通信機，可實現根據本實施例的發明。
圖5示出了由實施例1中說明的第0頻率f0～第298頻率f298構成的預定頻帶接收的接收信號強度(RSSI)的曲線。這裡，僅抽出有效波附近，具體地說示出了第137頻率f137～第185頻率f185。
在上述通過的有效波存在的頻率附近5MHz範圍內，接收信號強度比其它頻率的高。在圖5中，第140頻率f140以下的頻率及第180頻率f180以上的頻率的範圍內大致穩定在-95dBm，但在第141頻率f141～第179頻率f179之間的其它頻率範圍內得到比-95dBm大的接收信號強度。在中間，第145頻率f145～第170頻率f170之間的約5MHz頻帶的幾乎全部頻率範圍內得到-80dBm左右的接收信號強度。
之所以在上面記為「第141頻率f141～第179頻率f179之間的幾乎所有頻率」，是因為即使是它們之間的頻率也未必限制為得到比-95dBm大的接收信號強度。例如，在第142頻率f142和第175頻率f175下得到的接收信號強度大約為-95dBm。之所以記為「第145頻率f145～第170頻率f170之間的約5MHz的頻帶的幾乎全部頻率」，是因為即使是它們之間的頻率也存在得到大大低於-80dBm的接收信號強度的情況。例如，在第154頻率f154、第156頻率f156、第159頻率f159、第160頻率f160、第164頻率f164中得到的接收信號強度不超過-90dBm左右。
一般地，在測定的接收信號強度低的情況下，用它得到的第1同步信道的功率比Ec/Io的可靠性低。從而接收信號強度比預定電場電平例如-85dBm低的頻率中，算出的假設作為有效波存在的功率比Ec/Io低，被判斷成無有效波的危險性高。即，對於基於測定的接收信號功率的指標比預定值低的頻率，應保留有效波是否存在的判斷。
但是，在有效波存在的頻率附近的頻帶中，存在緩慢分布的情況，原理上考慮相鄰頻率中接收信號強度大小不同的情況。即，將在相鄰頻率中接收信號強度大小不同的情況考慮成衰減等意外突發因素造成的情況。
在本實施例中，通過對考慮由於突發因素造成接收信號強度變低的頻率進行重新測定，避免遺漏有效波是否存在的確認。以下，對具體的情況進行說明。
圖6是本實施例的頻帶搜索處理的流程圖。在步驟S21中，對所有頻率f0～f299進行檢查。在步驟S21的檢查中，進行滿足第1條件和第2條件的推敲。這裡，可分別採用在實施例1中所示的第1和第2條件作為第1和第2條件。但在後述的變形中，不必進行第2條件的推敲。
處理進入步驟S22中，選出一個檢查過的頻率。從而進入步驟S23，判斷選出的該頻率的接收信號強度是否偏離預定值以上低到與其相鄰頻率的接收信號強度。例如，預定值採用5dB。對圖5來說，第142頻率f142、第154頻率f154、第156頻率f156、第159頻率f159、第160頻率f160、第164頻率f164、第171頻率f171、第173頻率f173、第175頻率f175，在步驟S23中得到肯定的判斷。
在步驟S23中得到肯定判斷時進入步驟S24，再檢查該頻率。在步驟S24的再檢查中，進行第1和第2條件的推敲。其中不必進行第1條件的推敲，在後述的變形中，不必進行第2條件的推敲。然後進入步驟S25。在步驟S23中得到否定的判斷時進入步驟S25。
在步驟S25中，對全部頻率進行步驟S23中實現的判斷。如果得到否定的判斷，則在步驟S22反覆進行處理，如果得到肯定的判斷，頻帶搜索處理結束。
如上所述，通過步驟S23、S24，對於一旦得到低指標的頻率，則通過求出二次指標進行救濟，基於第2條件作為判斷的對象。從而避免由於突發因素引起頻率漏選。
由於步驟S23的判斷依據是接收信號強度，因此在步驟S24的檢查中即使僅對第1條件進行判斷也能進行步驟S23的判斷。從而，在步驟S21、S24中可能存在僅對第1條件進行判斷的變形。這種情況下，對第2條件的判斷可設置在例如頻帶搜索處理結束之前的步驟S25之後。但是，由於作為第1和第2條件的依據的接收信號強度和接收信號碼功率而迅速得到對1個頻率的測定，因此在可縮短頻率掃描時間這點上，希望並行進行第1條件和第2條件的推敲。
雖然以RSSI為例進行說明，但可採用接收信號碼功率RSCP和功率比Ec/Io作為基於接收信號功率的指標。
在各實施例中說明的採用頻帶搜索處理的通信機例如移動通信機可具有上述頻帶搜索處理的優點。
發明效果根據本發明權利要求1所述的頻率選擇方法，首先根據第1條件選擇組，對選擇出的組，根據第2條件選擇頻率，因此可迅速且低功率地進行選擇。
在構成預定頻率的頻率中，實際上，在作為基站發送的有效電波的有效波存在的頻率附近頻帶內，接收信號強度高。這樣，根據本發明權利要求2所述的頻率選擇方法，僅對有效波存在的可能性高的組進行第2條件的檢索。
接收信號碼功率和接收信號強度之差是作為目的擾頻碼擴展波的功率和某個頻率的總功率的比得到的。這樣，根據本發明權利要求3所述的頻率選擇方法，檢查構成預定頻域的所有頻率是否存在有效波。
根據本發明權利要求4和權利要求5所述的頻率選擇方法，放過有效波存在可能性高的組的可能性低。
根據本發明權利要求6所述的頻率選擇方法，可更迅速且低功率地進行步驟(b)中的處理。
對於指標小的頻率，其原因是由於存在衰減等意外的突發因素，因此基於第2條件進行選擇的可靠性變低。因而，不能將指標未達到預定值的頻率作為第2條件的判斷對象。但是，根據本發明權利要求7和權利要求8所述的頻率選擇方法，對於一旦得到低指標的頻率，通過求出二次指標進行救濟，在步驟(b)中作為基於第2條件的判斷對象。這樣，避免由於突發因素等而漏選頻率。
接收信號碼功率和接收信號強度之差是作為目的擾頻碼擴展波的功率和某個頻率的總功率的比得到的。這樣，根據本發明權利要求9所述的頻率選擇方法，在多個頻率的所有頻率中，可檢索實際上作為基站發送的有效電波的有效波是否存在。
根據本發明權利要求10所述的頻率選擇方法，可減少頻率的掃描，迅速且低功率地進行頻率選擇。
根據本發明權利要求11所述的接收機，可具有根據本發明的頻率選擇方法的優點。
權利要求
1.一種從構成預定頻帶的多個頻率中選擇上述頻率的方法，上述頻率以高低順序被劃分成鄰接的多個組，在上述各組中包含的上述頻率中至少存在一個代表頻率，具有(a)求出滿足以接收信號強度為基準的第1條件的上述代表頻率的步驟，(b)從滿足上述第1條件的上述代表頻率所屬的上述組包含的上述全部頻率中，選擇滿足以目的波的功率為基準的第2條件的上述頻率。
2.根據權利要求1所述的頻率選擇方法，採用接收信號強度絕對或相對地在預定電平以上作為上述第1條件。
3.根據權利要求1所述的頻率選擇方法，採用上述第1同步信道的時片功率對總接收功率之比高於預定值作為上述第2條件。
4.根據權利要求1-權利要求3中任一項所述的頻率選擇方法，將上述組具有的頻帶設定成在有效波存在的上述頻率附近，上述接收信號強度絕對或相對增大到預定閾值以上的頻帶的二分之一以下。
5.根據權利要求1-權利要求4中任一項所述的頻率選擇方法，上述代表頻率在其所屬的上述組具有的頻帶的中央值附近選定一個。
6.根據權利要求1-權利要求5中任一項所述的頻率選擇方法，上述步驟(b)具有(b-1)對上述代表頻率進行上述第1和第2條件的推敲的步驟，(b-2)滿足第1條件的上述代表頻率所屬的上述組包含的上述頻率中，對除去上述代表頻率的全部頻率進行上述第1和第2條件的推敲的步驟。
7.一種從構成預定頻帶的多個頻率中選擇上述頻率的方法，具有(a)在基於一個上述頻率的接收功率的指標偏離預定值以上而降低到與其鄰接的其它上述頻率的上述指標的情況下，再次求出上述一個上述頻率的指標，(b)對於滿足上述指標在預定值以上的第1條件的上述頻率，選擇滿足基於目的波的功率的第2條件的頻率的步驟。
8.根據權利要求7所述的頻率選擇方法，上述指標以接收信號強度為基準。
9.根據權利要求8所述的頻率選擇方法，上述第2條件採用上述第1同步信道的時片功率對總接收功率之比高於預定值。
10.根據權利要求7-權利要求9中任一項所述的頻率選擇方法，上述步驟(b)和上述步驟(a)並行進行。
全文摘要
縮短頻帶搜索處理的時間，從而縮短從電源接入到等待接受結束所需要的時間，抑制服務區之外區域中的耗電。將預定頻帶中按高低順序鄰接的頻率劃分成組。各組中包含的頻率的個數比構成預定頻帶的頻率個數少。將不比構成各組的頻率個數少一個以上的個數例如一個頻率設定成代表頻率。對代表頻率，以接收信號強度為基準判斷是否滿足第1條件(S11)。然後從滿足第1條件的代表頻率所屬的組包含的全部頻率中以接收信號強度為基準選擇滿足第2條件的頻率(S14)。
文檔編號H03J7/18GK1438780SQ0214822
公開日2003年8月27日 申請日期2002年10月30日 優先權日2002年2月14日
發明者迫卓見 申請人:三菱電機株式會社