CN103650599A - Rat候选者的概率计算 - Google Patents

Abstract

一种用于在电信***中使用的装置（200）。装置（200）包括存储器（240）和控制器（210）。所述控制器（210）被配置成接收射频带宽且从所接收的射频带宽中识别出第一候选载波频率（710）。所述控制器还被配置成：对于可用的第一无线接入技术，确定所述第一候选载波频率（710）为所述可用的第一无线接入技术的载波频率的概率估计（Prob），其中，所述概率估计是基于在具有所述候选载波频率（710）的所述可用的第一无线接入技术的传输频带中的接收功率并且基于在具有所述候选载波频率的可用的第一无线接入技术的保护频带中的接收功率；和基于对候选载波频率（710）的概率估计（Prob）由此选择无线接入技术。

Description

RAT候选者的概率计算

技术领域

本发明涉及用于改善选择无线接入技术的方法、装置和计算机程序产品，尤其涉及用于通过基于频谱的概率计算改善选择无线接入技术的方法、装置和计算机程序产品。

背景技术

移动通信（例如，移动电话）是持续获得增大的用户基数的技术。类似地，当新技术出现时，它们将与较老的标准共存。此外，不同的地理区域具有不同的通信标准和频谱计划。当接通用户设备（UE）（例如，移动电话）时，该用户设备根据所存储的无线接入技术（RAT）和运营商的历史列表搜索可用的网络运营商。关于哪个RAT是可用的且载波频率为多少的列表信息是可用的，这使得UE容易地快速连接到优选的RAT的优选的运营商。然而，考虑所有可能的蜂窝环境，UE会经历世界的不同位置，显然，重要的是，一旦UE在新的地理位置上被接通，快速发现待预占的合适网络，在该新的地理位置，RAT和运营商的存储的历史列表不是有效的。

传统的RAT检测和小区搜索方法在频率测试位置的网格上使用接收的（RX）能量检测，随后尝试与不同的RAT格式同步。对于每个候选地点，射频（RF）级被调谐到相应的频率并且评估所接收的能量。然而，当假设网格变得更密集、频带的数量增大和可能的RAT的组增大时，传统的方法变得越来越无效。

美国专利申请US2007217550公开了一种具有用于检测信号的信号类型的信号处理器的***。一个实施方式被设计成：确定作为信号频谱的第一频谱元件的特征的第一变量，以及确定作为信号频谱的第二频谱元件的特征的第二变量，用于确定第一变量和第二变量之间的比率的***，和设计成基于该比率检测信号类型的检测器。

美国专利申请US2011045781公开了用于感测电视频带中的无线通信的技术，该技术可以通过感测设备来实施，该感测设备包括感测单元、功率谱密度（PSD）估计单元、滤波器单元、候选者选择单元、分析单元和决策单元。感测单元感测电视频带中的信号。PSD估计单元计算用于所感测的信号的PSD估计值。滤波器单元对所估计的PSD进行滤波。候选者选择单元分析滤波后的PSD以识别使用频率中可能的候选频率代表。分析单元计算用于候选频率的检验统计量。决策单元比较检验统计量与阈值以识别候选频率是否可被无线通信设备使用。

在这两个专利申请中所公开的技术目的在于发现或估计信号的带宽并且不适于平坦特征（flat character）的信号，由此不适于检测诸如WCDMA和LTE的RAT。它们也不适于在密集的频率环境中应用，在这样的环境中，不同的信号可以如此靠近布置（或甚至重叠）使得它们的带宽彼此不可区分。

为了使发现并连接RAT的过程更快速，以引用的方式并入本文的欧洲专利申请EP08853764.2已经介绍了对频带的快速傅里叶变换（FFT）扫描，以便获得功率谱密度估计值，随后借助频域中的匹配滤波器能够检测采用不同带宽的蜂窝***。频域扫描明显加速小区搜索过程，这是因为在执行同步尝试之前相当精确地建立可能的载波频率。此外，在具有长期演进（LTE）功能（LTE是RAT的一个示例）的终端中，由于现有的FFT硬件可以用于扫描操作，该方法导致的增加的复杂度可以忽略。

使用上述FFT扫描，可以定位传输频带和在不同带宽的频带之间进行区分。然而，仅考虑匹配的滤波器输出，存在在一些RAT配置之间进行辨别的问题。例如，宽带码分多址（WCDMA）载波和5MHz LTE载波占据近似相同宽度的频域。类似地，多个相邻的WCDMA载波会与10MHz或20MHz LTE载波混淆。在LTE部署的第一阶段中，混合的WCDMA和LTE载波分配以及已经存在的GSM和WCDMA部署的混合预计是常见的，这引起且将引起频繁的界定不清。扩展这一点到包括GSM，可以出现甚至太多的混合。例如，在检测GSM谱密度作为WCDMA小区的一部分时。因此，为了根据现有技术的方法确定正确的RAT，一旦识别假定的载波或载波组，应该根据所有的相关可能的载波配置（RAT、带宽（BW）等）实施同步尝试。这导致在初始建立连接和小区搜索过程中明显花费额外的时间。

因此，关注的是开发在不同的RAT或可占据相同带宽的RAT组合之间能够快速区分的方法和装置，而不必求助于明确的特定RAT同步过程。因此，待解决的一个问题是处理第一时间同步，或者当信号环境明显已经改变时，例如，在新的地理情形中在通信设备上切换。该问题已经通过EP08853764.2解决。然而，该解决方案在某些程度上受限制。因此需要该问题的替选解决方案。

另一方法是接收在频率范围中存在的信号；将所接收的信号变换成频域；根据所变换的信号估计功率谱密度；通过将估计的功率谱密度与所述不同通信模式的功率谱密度签名相关联，估计不同通信模式的概率；以及根据所估计的最可能的通信模式执行小区搜索。

当不同的操作模式具有彼此类似的功率谱密度签名时，由于多于一个操作模式似乎是可能的，因此可能仍然难以确定哪一个操作模式是正确的通信模式。

因此，需要这样一种装置，该装置能够快速确定存在哪些可用的RAT、能够甚至在不同的载波在频率范围中紧密布置的载波频率上操作的环境中在不同的RAT之间进行辨别、且适于具有平坦特征的频谱的信道。

发明内容

该申请的教导的目的是通过提供在电信***中使用的装置200来克服上述列出的问题，所述装置200包括存储器240和控制器210，其中所述控制器210被配置成：接收射频带宽；从所接收的射频带宽识别第一候选载波频率710；对可用的第一无线接入技术，确定第一候选载波频率710为可用的第一无线接入技术的载波频率的概率估计Prob，其中，所述概率估计是基于在具有候选载波频率710的可用的第一无线接入技术的信道频带中的接收功率并且基于在具有候选载波频率的可用的第一无线接入技术的保护频带中的接收功率；以及基于对所述候选载波频率710的概率估计Prob选择无线接入技术。

在一个实施方式中，所述控制器210还被配置成：通过根据可用的第一无线接入技术确定至少一个保护频带的大小和位置，确定在具有所述候选载波频率710的可用的第一无线接入技术的信道频带中的平均接收功率，确定在具有所述候选载波频率的可用的第一无线接入技术的至少一个保护频带中的平均接收功率，确定信道频带中的所述平均接收功率和至少一个保护频带中的所述平均接收功率之间的差值，和通过确定在所述差值和在信道频带中的所述平均接收功率之间的限额来确定所述第一概率估计Prob，来确定对所述第一候选载波频率710的所述概率估计Prob。

在一个实施方式中，所述控制器210还被配置成：根据可用的第一无线接入技术确定至少一个保护频带的大小和位置和确定在所述至少一个保护频带中的平均接收功率，确定具有所述候选载波频率710的可用的第一无线接入技术的信道频带中的平均接收功率，和通过确定在所述至少一个保护频带中的平均接收功率和在信道频带中的所述平均接收功率之间的限额来确定所述概率。将所述概率估计确定为基于保护频带和信道频带的限额不仅允许考虑功率水平，而且允许考虑候选者的形式如何与可用的无线接入技术协商好。

在一个实施方式中，所述控制器210还被配置成使用对数尺度确定所述平均接收功率，且其中，所述控制器210被配置成：根据所述可用的第一无线接入技术确定传输频带的大小和位置；使用对数尺度确定在具有所述候选载波频率710的所述可用的第一无线接入技术的所述信道频带中的平均接收功率；使用对数尺度确定在具有所述候选载波频率的所述可用的第一无线接入技术的所述传输频带中的平均接收功率；和通过确定在所述传输频带中的平均接收功率和在所述信道频带中的平均接收功率之间的对数差来确定所述第一概率估计Prob。

在一个实施方式中，所述控制器210还被配置成使用对数尺度确定所述平均接收功率，且其中，所述控制器210被配置成：根据所述可用的第一无线接入技术确定至少一个保护频带的大小和位置和确定在所述保护频带中的平均接收功率，确定在具有所述候选载波频率710的可用的第一无线接入技术的所述信道频带中的平均接收功率，和通过确定在至少一个保护频带中的平均接收功率和在信道频带中的平均接收功率之间的对数差来确定所述概率。

对数尺度的使用具有的优点是，取整运算和小的波动对运算的影响较小。

在一个实施方式中，所述控制器210还被配置成确定第一候选载波频率710为可用的第二无线接入技术的信道的概率。这允许确定候选载波频率是用于超过一个无线接入技术的可用的无线接入技术的载波频率的概率。

在一个实施方式中，所述控制器210还被配置成识别第二候选载波频率710和确定所述第二候选载波频率710为无线接入技术的信道的概率。这允许比较超过一个候选载波频率的概率。

在一个实施方式中，所述控制器210还被配置成根据所述概率估计Prob对所述第一候选载波频率710分类。这允许简单的选择。

在一个实施方式中，所述控制器210还被配置成通过在频带上执行FFT扫描来识别候选载波频率710，以便获得功率谱密度估计值，随后通过应用无线接入技术匹配滤波器来检测采用不同的带宽的蜂窝***，由此识别无线接入技术的至少一个候选载波频率710。

在一个实施方式中，所述控制器210还被配置成将候选载波频率710识别为在所接收的带宽中的各个频率并且执行扫描概率计算，由此确定对于在所接收的带宽中的各个频率的概率估计Prob。

在一个实施方式中，所述控制器210还被配置成：通过在频带上执行FFT扫描并且应用设计成对低能量信号进行滤波的匹配滤波器，由此识别无线接入技术的至少一个候选载波频率710，来识别候选载波频率710。

本文教导的另一目的是提供一种包括根据上述装置200的移动通信设备100。

本文中教导的另一个目的是提供一种在电信***中使用的方法。该方法包括：接收射频带宽；从所接收的射频带宽识别第一候选载波频率710；对可用的第一无线接入技术，确定第一候选载波频率710为可用的第一无线接入技术的载波频率的概率估计Prob，其中，所述概率估计是基于在具有候选载波频率710的可用的第一无线接入技术的传输频带中的接收功率并且基于在具有候选载波频率的可用的第一无线接入技术的保护频带中的接收功率；以及基于对所述候选载波频率710的概率估计Prob选择无线接入技术。

本文中教导的另一个目的是提供一种计算机程序产品，包括计算机可读介质，在所述计算机可读介质上具有包括程序指令的计算机程序，所述计算机程序可加载到数据处理单元且当计算机程序通过数据处理单元运行时适于执行根据上文所述的方法。

如本文所公开的，通过使装置能够利用具有已知的信道带宽的RAT和传输带宽，其中传输带宽小于信道带宽，即，具有所谓的保护频带，使得无需任何同步尝试并且通过仅分析能谱可以快速且有效地计算所发现的信号是特定RAT的信道的概率。对于LTE规范，示例性保护频带和传输频带可以参见3GPP（第三代合作伙伴计划）标准文献36.101，表5.6-1，且对于WCDMA，示例性保护频带和传输频带可以从3GPP标准文献25.101获取。

可以发现本文公开的装置的实施方式在电信装置中的有益用途：一旦可能的谱密度签名或者候选者已经被检测到，即，特定的RAT、带宽和载波频率，则可以使用如本文所公开的概率估计计算。简而言之，示例性概率估计计算利用在传输频带的平均功率和假定的（或假设的）载波带宽的平均功率之间的比率。这将给出在0和1之间的无单位的数，其可以用来决定哪个载波频率被调谐和使用哪个RAT（和用于LTE的什么带宽）。假定的（或假设的）载波带宽的平均功率可以被限定成传输频带的平均功率（然后分母将近似于假定的（或假设的）载波带宽的平均功率减去保护频带的平均功率）或可替选地假定的（或假设的）载波带宽的平均功率可以被限定成传输频带的平均功率加上保护频带的平均功率（然后，分母等于假定的（或假设的）载波带宽的平均功率减去保护频带的平均功率）。应该注意，一个示例性概率估计计算是基于在保护频带的平均功率和假定的（或假设的）载波带宽的平均功率之间的比率。这将给出在0和1之间的无单位的数，其可以用来决定哪个载波频率调谐和使用哪个RAT（和用于LTE哪个带宽）。

本文中的至少一些教导可以发现在被包括在用户设备（例如，无线通信设备）中的装置（例如，电路）中的有益用途，移动通信设备例如是，移动电话、无线调制解调器、个人数字助理或者能够根据RAT在电信***中进行无线通信的任一移动设备。这样的电信***的示例是遵守例如通过标准化组织3GPP（第三代合作伙伴计划）管理的标准的***，举几个例子：LTE（长期演进）、LTE-A、GSM（全球移动通信***）、GPRS（通用分组无线服务）、EDGE（用于GSM演进的增强数据速率）、或者UMTS（通用移动通信***）。这样的电信***可以通过使用RAT来实现，举几个RAT的例子：TDMA（时分多址）、WCDMA（宽带码分多址）、TDD（时分双工）、FDD（频分双工）、OFDM（正交频分复用）、WCDMA/TD-SCDMA（WCDMA同步CDMA和时分WCDMA同步CDMA）。

根据下列详细公开、所附的从属权利要求和附图，所公开的实施方式的其他特征和优点将变得明显。

通常，在权利要求书中使用的所有术语将根据他们在技术领域中的普通含义来解释，除非在本文另有明确定义。所有的引用“一个/该[元件、设备、部件、装置、步骤等]”将被开放地解释为指元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个示例，除非另有明确说明。本文所公开的任一方法的动作不必以所公开的严格的次序来执行，除非另有明确说明。

附图说明

结合附图将更详细地描述本发明的实施方式，其中：

图l示出包括根据该申请的教导的一个实施方式的装置的移动通信设备的示意图；

图2示出根据该申请的教导的一个实施方式的装置的总体结构的示意图；

图3示出包括根据该申请的教导的一个实施方式的装置的电信***的示意图；

图4A示出根据该申请的教导的一个实施方式的方法的流程图；

图4B示出根据该申请的教导的一个实施方式的方法的流程图；

图5示出根据该申请的教导的一个实施方式的方法的流程图；

图6示出根据该申请的教导的一个实施方式的方法的流程图；

图7示出在根据该申请的教导的一个实施方式的装置处所接收的检测到的无线电信号的图形；

图8示出根据该申请的教导的一个实施方式的用于在装置处所接收的检测到的无线电信号和对于所接收的信号所计算的概率的图形；和

图9示出根据该申请的教导的一个实施方式的用于在装置处所接收的检测到的无线电信号和对于所接收的信号所计算的概率的图形。

具体实施方式

下文将参考附图更全面地描述所公开的实施方式，在附图中示出本发明的一些实施方式。然而，本发明可以表现为多个不同的形式，并且不应该被理解成限于本发明所列举的实施方式；反之，这些实施方式以示例的方式提供使得该公开将清楚和完整。在全文中，相似的附图标记是指相似的元件。

图1示出根据本文的教导适用的移动通信设备100的示意图。在示出的实施方式中，移动通信设备是移动电话100。在其他实施方式中，移动通信设备100是能够在电信***上与其他设备通信的个人数字助理、媒体播放器或者任何（手持）设备。移动通信设备100还可以是具有通讯能力的调制解调器或者便携式计算机。移动电话100包括壳体110，在该壳体中布置有显示屏120。在一个实施方式中，显示屏120是触摸显示屏。在其他实施方式中，显示屏120是非触摸显示屏。此外，移动电话100包括两个键130a、130b。在该实施方式中，存在两个键130，但是任何数量的键都是可行的并且取决于移动电话100的设计。在一个实施方式中，移动电话100被配置成在触摸显示屏120上显示并操作虚拟键。应该注意，虚拟键的数量取决于移动电话100的设计和在移动电话100上执行的应用程序。在一个实施方式中，除了触摸式显示屏之外或者作为触摸式显示屏的替选，设备100包括ITU-T键盘或者QWERTY（或等同的）键盘。在键盘作为触摸式显示屏的替选的实施方式中，显示屏120是非触摸式显示屏。

图2示出可以被包括在根据图1的设备中的装置的总体结构的示意图。该装置可以是电子电路，诸如ASIC（专用集成电路）或者电子电路的布置。装置200包括控制器210，该控制器210负责装置200的总体操作并且例如可以通过任何市售的CPU（“中央处理单元”）、DSP（“数字信号处理器”）或者任何其他的电子可编程逻辑设备来实现。控制器210可以使用使硬件功能实现的指令来实施，例如，通过使用在通用或专用的处理器中可执行的计算机程序指令，该指令可以被存储在待通过该处理器执行的计算机可读存储介质（磁盘、存储器等）240。控制器210被配置成读取来自存储器240的指令并且执行这些指令以控制装置200的操作。可以使用用于计算机可读存储器（例如，ROM、RAM、SRAM、DRAM、CMOS、FLASH、DDR、EEPROM存储器、闪速存储器、硬盘、光学存储器或者其任一组合）的任一众所周知的技术，可以实现存储器240。装置200还包括一个或多个应用程序250。该应用程序是当通过控制器210执行时控制装置200的操作的指令集。存储器240通过控制器210被用于各种用途，其中一个用途是存储用于装置200中的各种软件模块的应用程序数据和应用程序指令250。软件包括实时操作***和用于人机接口220的可能的驱动程序以及应用程序处理器和各种应用程序250。应用程序250可涉及包括装置200的设备（例如，移动通信设备100）的功能，并且可包括用于短消息服务（SMS）、多媒体消息服务（MMS）和电子邮件的消息传递应用程序、媒体播放器应用程序以及各种其他应用程序250，例如，用于语音呼叫、视频呼叫、网页浏览、文件阅读和/或文件编辑、即时消息传递应用程序、电话簿应用程序、日历应用程序、控制面板应用程序、一个或多个视频游戏、记事本应用程序、定位应用程序等的应用程序。

装置200还可包括适于与用户接口一起运作的用户接口驱动器220，图1的移动设备100中的用户接口包括显示屏120、键130、键135和扬声器150。用户接口驱动器220还包括一个或多个硬件控制器，该硬件控制器与UI驱动器一起与显示屏120、键盘130以及各种其他I/O设备（例如，麦克风、扬声器、振动器、铃声生成器、LED指示器等）合作。众所周知，用户通过由此形成的人机接口可以操作移动通信设备100和装置200。

移动装置200还包括射频接口230，该射频接口适于利用射频带通过使用不同的射频技术允许移动装置与其他设备通信。举例来说，这样的技术的示例是W-CDMA、GSM、UTRAN、LTE和NMT。控制器210被配置成通过RF接口230、可选地用于本地连接的蓝牙接口和/或IrDA接口、以及在存储器240中存储的软件（该软件包括各种模块、协议堆栈、驱动程序等），可操作地执行通信应用程序250，例如，语音呼叫和SMS应用程序，以提供用于装置200的通信服务（例如，传输、网络和连接）。RF接口230包括内部天线或外部天线以及用于建立和保持与基站的无线链接的合适的无线电电路。如本领域的技术人员熟知，无线电电路包括一系列模拟的和数字的电子部件，这些电子部件一起形成无线电接收器和发射器。即，这些部件包括带通滤波器、放大器、混频器、本地振荡器、低通滤波器、AD/DA转换器等。

图3示出根据本文的教导的电信***300的总体结构的示意图。在图3的电信***中，在根据所公开的实施方式的移动终端100、移动终端350和诸如另一移动终端355或者固定电话380的其他设备之间可以执行各种电信服务，例如，蜂窝语音呼叫、www/wap浏览、蜂窝视频呼叫、数据呼叫、传真传输、音乐传输、还有图像传输、视频传输、电子消息传输和电子商务。移动终端350、移动终端355借助基站340通过射频链接被连接到移动电信网络310。

电信***300包括至少一个服务器330。服务器330具有数据存储器和控制器，控制器例如通过任一市售CPU（“中央处理单元”）、DSP（“数字信号处理器”）或者任何其他的电子可编程逻辑设备来实现。在一个实施方式中，这样的服务器是移动管理实体（MME）和/或网关（GW）。在图3中，示出两个这样的服务器330。服务器330配置成与移动电信核心网络（CN）310和/或外部资源320（诸如互联网或者公用交换电话网络（PSTN））通信。PSTN320被配置成与固定式或便携式电话380通信或在固定式或便携式电话380之间建立通信。在一个实施方式中，外部资源包括外部服务提供商390或被配置成与外部服务提供商390通信。在一个实施方式中，服务器330被配置成使用分组交换技术或协议与其他设备通信。在这样的实施方式中，服务器330可构成演进分组核心（EPC）层。

服务器被配置成与节点（也称为基站340）通信。在一个实施方式中，基站340是演进型基站（eNB）。基站340还被配置成与一个或多个服务器330通信。在一个实施方式中，服务器330和基站340之间的通信通过标准或协议370来实现。在一个实施方式中，协议是S1。基站340被配置成与至少一个其他基站340通信。在一个实施方式中，基站340和另一基站340之间的通信通过标准或协议360来实现。在一个实施方式中，协议360是X2。基站（例如图3中的基站340）还被配置成处理或服务一个小区。在一个实施方式中，至少一个基站340构成长期演进（LTE）层。在一个实施方式中，至少一个基站340构成LTE-A层。

在一个实施方式中，基站340被配置成通过无线射频协议与移动通信设备350（100）通信。

在一个实施方式中，电信***300是演进分组***（EPS）网络。在一个实施方式中，电信***是基于3GPP（第三代合作伙伴计划）标准的***。在一个实施方式中，电信***是基于UMTS（通用移动通信***）标准的***。在一个实施方式中，电信***是基于诸如WCDMA、GSM、D-AMPS、CDMA2000、FOMA或TD-SCDMA的电信标准的***。在一个实施方式中，电信***是W-CDMA***，图3的服务器330可以是无线电网络控制器。

图4A示出根据一些实施方式的总体方法的流程图。首先（在410中），例如容纳在移动通信设备100中的装置200通过无线电接口230接收无线电信号，装置200的控制器210确定功率谱密度。在一个实施方式中，控制器被配置成通过执行所接收的无线电信号的快速傅里叶变换（FFT）确定功率谱密度。控制器还可以被配置成从功率谱密度中识别出候选载波频率（在420中）。在一个实施方式中，以与在欧洲专利申请EP08853764.2中已经公开的方式相同的方式来识别候选载波频率。

在信号接收步骤中，接收在相当宽的频谱（即，在该频谱中期望所需的信号）中存在的信号。该相当宽的接收带宽例如可以是20MHz。甚至更宽的接收带宽是可行的。该接收可以包括初始步骤，该初始步骤包括分配信号接收的频率范围，并且调谐用于该接收的增益控制。随后在信号接收步骤中接收该信号。对于所接收的信号确定接收信号强度指示器（RSSI）以及在RSSI检查步骤中将接收信号强度指示器与阈值比较。此处，应该注意，RSSI可以被确定用于某一带宽，或者在某一带宽上可以确定多个RSSI值，例如，RSSI扫描。在后一种情况下，RSSI值可以被视为向量。如果RSSI低于阈值，即，该信号太弱，则该过程返回到初始步骤，其中，可以在再次尝试接收合适的信号之前调整频率范围和增益控制。如果RSSI超过阈值，则处理继续到根据本发明的方法的进一步处理，即，变换、估计等。应该基于如上文所述的RSSI被确定以提供可比较的值的方式考虑阈值的分配。

所接收的信号可以被转换成数字形式以能够通过数字处理装置进一步处理信号。在变换步骤中，所接收的信号被变换成频域。例如，这可以通过快速傅里叶变换（FFT）、离散傅里叶变换（DFT）、离散余弦变换（DCT）或者其他合适的变换方法来执行。在PSD估计步骤中，根据变换成的信号估计信号的功率谱密度（PSD）。该估计可以包括随着时间对信号求平均。该估计还可以包括其他滤波，诸如，对频率的平滑化。该估计还可以包括提供标准化的PSD用于更容易地进一步处理。当建立所接收的信号的合适PSD时，在通信模式概率估值步骤中，将该PSD与存储的有问题的、不同的通信模式的PSD签名比较。该比较可以包括将该PSD与所存储的PSD签名相关联，使得关联值示出该PSD和任何PSD签名匹配的峰值。

在所接收的信号中，可以发现信号图案具有不同的形状、带宽和信号强度。根据上文所述，这些与PSD签名关联。为了使这甚至更有效，可以确定局部峰值，即，良好的信号被视为保持可行的通信模式信号，在这些峰值周围完成关联。该关联随后对包括载波频率的估计的最佳的蜂窝***匹配给出指标，由此识别至少一个候选载波频率。

应该注意，关于建立可能的候选载波频率的进一步细节可以参考欧洲专利申请EP08853764.2，并且这样的细节以引用的方式清楚地并入本文。

在一个实施方式中，控制器210被配置成执行所产生的频谱的扫描概率计算。在这样的实施方式中，控制器210被配置成在频谱上应用窗口，并且在该窗口内执行概率计算以确定候选者是否有可能或不能在窗口内呈现。在这样的实施方式中，完成候选者的识别使得所有的频率被依次采取作为候选者。因此，如下文所述，对所接收的带宽中的所有频率完成概率估计。在一个实施方式中，概率估计被并行执行。

在一个实施方式中，控制器210被配置成通过对频带执行FFT扫描并且应用被设计成对低功率信号进行滤波的匹配滤波器，由此检测与可能的无线接入技术模式可能匹配的带宽，来候选载波频率。随后从可能的无线接入技术的已知性能确定候选载波频率。

控制器210还被配置成假定（或假设）（在430中）所发现的候选者是第一无线接入技术（RAT）的信道并且根据所假定的（或假设的）RAT计算（在440中）该候选者是信道的概率值。

图4B是示出根据本文中教导的一个实施方式的确定这样的概率值的方法的流程图。通过假设候选者是已知RAT的信道，该信道的某些特征可以被假定（或假设）是已知的。这些特征包括信道带宽、传输带宽和保护带宽。这样的带宽的示例在表1中给出。通过知道载波频率，通过已知用于假定的（或假设的）RAT且从相关RAT的标准文献可容易地获取的相应的带宽，容易确定传输频带和保护频带（在442中）。控制器210因此被配置成确定保护频带的大小和位置。在一个实施方式中，控制器210被配置成：当具有第一起始频率=载波频率－传输带宽/2－保护带宽和具有第一终止频率=载波频率－传输带宽/2和具有第二起始频率=载波频率+传输带宽/2以及具有第二终止频率=载波频率+传输带宽/2+保护带宽时，确定保护频带。

在一个实施方式中，保护频带被确定为比上文指出的保护频带宽。在一个实施方式中，保护频带被确定为比上文指出的保护频带窄。在一个实施方式中，保护频带被确定为更接近于候选载波频率。在一个实施方式中，保护频带被确定为更远离候选载波频率。

控制器210计算（在444中）保护频带的平均功率Pg且还计算（在446中）用于候选者的平均功率Pc。在一个实施方式中，候选者的平均功率被计算为整个信道带宽（也就是说，传输频带和保护频带）的平均功率。应该注意，功率水平可以使用对数尺度以分贝（dB）表示或者使用线性尺度以瓦特（W）表示。功率可以使用线性尺度或对数尺度来计算。给出线性域中的下列等式。使用对数尺度具有的益处是：取整运算对这些值具有较小的影响。

还应该注意，可以使用具有等效结果的相应的能量测量而不是功率测量。

控制器210还根据下面的等式1计算平均功率之间的差值ΔP，随后根据下文的等式2确定（在448中）功率的限额。该限额被计算为具有在0和1之间下降的无单位的数，由此该限额是候选者为所假定的（或假设的）RAT的信道的概率的有用指示Prob。

等式1：

ΔP=Pc-Pg

等式2：

$\mathrm{Prob}=\frac{\mathrm{\ΔP}}{\mathrm{Pc}}=\frac{\mathrm{Pc}-\mathrm{Pg}}{\mathrm{Pc}}$

控制器210还被配置成：通过假定所识别的频率信道是已知的RAT中的每一个（或至少一些）的载波频率，重复这些确定并且计算对于第二RAT的另一概率。控制器210还被配置成对于可以在功率（或能量）频谱中找到的每个候选者重复这些确定。

在一个实施方式中，控制器210被配置成：通过首先找到所有的候选者随后依次假定对于每个候选者的每个RAT，确定对于每个候选者的概率。

在一个实施方式中，控制器210被配置成：通过首先找到一个候选者并且假定该候选者的各RAT随后对于第二候选者重复该过程，确定对于每个候选者的概率。在一个这样的实施方式中，控制器210可以被配置成：当候选者已经提供对于特定RAT的高概率值时停止寻找候选者。在一个实施方式中，如果概率值超过阈值水平，则该概率值被视为高。这样的阈值水平的示例是0.5、0.6、0.7、0.75、0.80、0.85、0.9、0.95和0.97。基于环境和喜好，阈值可以是固定的或适应性的。当发现良好的候选者时，由于发现所有的候选者和可用的信道的过程可以被中断，因此这允许更快地连接至特别想要的RAT。

在一个实施方式中，并行进行概率的确定与候选者的识别。

控制器210随后按照概率的顺序对候选者分类（在450中）。该分类可以针对特定的RAT来实现。也即是说，候选者根据它们为特定RAT的信道的概率而被分类。这允许控制器决定哪一个候选者最可能用于特定的RAT。可替选地，候选者可以根据最高概率被分类，而可能与所假定的（或假设的）RAT无关。这允许发现具有用于快速连接的极有可能识别的RAT的候选者。

随后，根据概率且还可以根据优选的RAT，控制器210可以决定（460）使用哪一个候选者载波。

尽管该说明书使用两个示例（WCDMA与LTE5MHz和GSM与WCDMA/LTE5MHz）来例证，然而应该注意，本发明可直接应用于任何种类的多载波信号，诸如，半载的LTE小区、多个相邻的WCDMA小区或LTE小区与较大的LTE小区。该概率测量可以用于决定用户设备将连接到哪一个载波。

如上文所述，本文的教导的特征是利用信道带宽与传输带宽。对于LTETDD/FDD（时分双工/频分双工），在3GPP标准文献35.101、表5.6-1中详细说明信道带宽和传输带宽，该申请的表1示出对于具有在1.4MHz和20MHz之间的带宽的LTE信道的信道带宽、传输带宽和（所计算的）保护频带。

对于FDD（频分双工）WCDMA，信道带宽是5MHz且传输带宽是3.84MHz（即，芯片速率是3.84Mcps）（如在3GPP标准文献25.101中所公开的）。也就是说，在传输频带的每一侧保护频带是580kHz。这类似于TDD（时分双工）UMTS、TD-SCDMA。

对于GSM，信道带宽是200kHz但不具有轮廓分明的传输带宽。反之，在偏移100kHz时例如9dB抑制的最小相邻载波干涉，可以以同样的方式使用。图7示出WCDMA区域如何在频谱中映射至WCDMA小区和LTE5MHz小区的示例。

图5示出根据本文的方法的流程图。下文同时参考图7逐步描述该方法：

51.通过无线电接收器接收信号700并且扫描该信号以产生如图7所示的频谱；

52.如上文和在欧洲专利申请EP08853764.2中所公开的，识别候选者（在图7中，两个候选者710a和710b被识别），由此建立载波频率。假定（或假设）RAT并且由此确定带宽（BW）；

53.计算候选者的平均功率Pc；

54.通过可用于所假定的（或假设的）RAT的数据计算保护频带730a和保护频带730b的大小和位置；

55.计算保护频带的平均功率Pg（在一个实施方式中，对于在所假定的（或假设的）载波的每一侧上的保护频带计算平均功率）；

56.计算候选者720a、720b和保护频带之间的功率差（等式1）；和

57.计算概率指示Prob作为在功率差和其假定的（或假设的）的载波带宽的功率Pc之间的比率（等式2）。

如果测量传输频带的平均功率Pt，这等于在步骤56中所计算的功率差。在图7中用竖线标记真正的候选者750。

等式3（3a）和等式4（4a）示出以线性表示的该概率测量的行为。

等式3

$\underset{\mathrm{Pg}\→\mathrm{Pt}}{\lim }\frac{\mathrm{Pt}-\mathrm{Pg}}{\mathrm{Pt}}=\frac{\mathrm{Pt}-\mathrm{Pt}}{\mathrm{Pt}}=0$

等式3示出当传输频带的平均功率被用作等式2中的Pc时和当保护频带的平均功率达到与所假定的（或假设的）候选传输频带的平均功率相同的水平时的情况。然后，概率变成0。也就是说，当保护频带保持与所假定的（或假设的）候选传输频带的一样多的功率时，其不可能是真正的候选者。当传输频带的平均功率加上保护频带的平均功率被用作等式2中的Pc时和当保护频带保持所假定的（或假设的）候选者的大部分功率时，其也不可能是真正的候选者。然后，参见等式3a，概率变成0。

等式3a

$\underset{\mathrm{Pg}\→\mathrm{Pc}}{\lim }\frac{\mathrm{Pc}-\mathrm{Pg}}{\mathrm{Pc}}=\frac{\mathrm{Pc}-\mathrm{Pc}}{\mathrm{Pc}}=0$

在当传输频带的平均功率加上保护频带的平均功率被用作等式2中的Pc时和当保护频带的平均功率达到与所假定的（或假设的）候选传输频带的平均功率相同的水平时的情形下，概率将变为0.5。

等式4

$\underset{\mathrm{Pg}\→0}{\lim }\frac{\mathrm{Pc}-\mathrm{Pg}}{\mathrm{Pc}}=\frac{\mathrm{Pc}}{\mathrm{Pc}}=1$

等式4示出传输频带的平均功率加上保护频带的平均功率被用作等式2中的Pc和当保护频带的平均功率与所假定的（或假设的）候选者的平均功率相比小时的情形。然后，概率变成1。也就是说，当所假定的（或假设的）候选者的传输频带的功率远大于其保护频带的能量时，其更可能是真正的候选者。如果传输频带的平均功率被用作等式2中的Pc并且保护频带的平均功率与所假定的（或假设的）候选者的平均功率相比小，其也更可能是真正的候选者。

应该注意，本文给出的方法和等式适于基于保护频带的平均功率和总候选者的平均功率（Pc=Pt+Pg），诸如，等式1、等式2、等式3a和等式4a中的概率确定，以及基于保护频带的平均功率和传输频带的平均功率，例如等式3和等式4中的概率确定。对于真正的候选者，当Pg小时，传输频带将含有信号中的大部分功率，同样的原因适于Pc～Pt。

在图5中所示的基本流程图仅用于一个候选者，但是可以应用于所有的候选者。图5中的虚线框指出对于一个候选者待执行的概率计算。在一个实施方式中，控制器210被配置成识别所有的候选者，随后对所有的候选者应用概率计算，此时假定一个RAT。在一个实施方式中，控制器210被配置成对于超过一个假定的（或假设的）的RAT并行执行识别和计算。在一个实施方式中，控制器210被配置成识别一个候选者，随后对所有的假定的（或假设的）RAT应用概率计算，此时为一个候选者。在一个实施方式中，控制器210被配置成对于超过一个候选者并行执行识别和概率计算。图6示出图5的基本流程图如何可被用作跨RAT和BW的示例。控制器被配置成一次假定（或假设）一个RAT（和用于LTE的带宽）。在一个实施方式中，控制器210被配置成对于假定的（或假设的）的RAT（和用于LTE的带宽）并行执行计算。在图6中，这通过分别表示RATs GSM、WCDMA、LTE1.4MHz和LTE20MHz的RAT（和用于LTE的带宽）框610、框620、框630和框640来表示。对于每个RAT，控制器根据源自假定的（或假设的）相应RAT的带宽上的信息，对于每个信号或候选者计算概率612、622、632、642（对应于图4的动作440和图5的52至57）。换句话说，控制器210首先计算候选者是用于所有候选者的GSM信道的概率，第二，控制器210首先计算候选者是用于所有候选者的WCDMA信道的概率，第三，控制器210计算候选者是用于所有候选者的LTE1.4MHz信道的概率，然后控制器210计算候选者是用于所有候选者的LTE20MHz信道的概率。这些计算的次序仅出于示例性的目的并且应该清楚任何次序在本文的教导的范围内。在一个实施方式中，并行执行计算。控制器210随后根据概率对候选者分类614、624、634、644，随后基于所计算的概率决定650将连接到哪个候选者，即，哪个载波频率、哪个RAT和可能的哪个BW（对于LTE）。在一个实施方式中，候选者被分类而与所假定的（或假设的）RAT无关。

根据本文的教导的装置因此提供了通过仅基于能量级别而无需任何同步尝试计算概率值来快速和容易地决定将连接到哪个载波的方式。

示例1–在WCDMA和LTE5MHz之间的差异

图8示出两个频率图。上图示出在21MHz和36MHz之间的频率处所接收的无线电信号800的能量（在图8中，以15kHz的距离表示x-轴）。下图示出对于在上图中发现的两个候选信号的概率840a-840b。图8的上图是与图7相同的图。图8示出存在两个小区的情形；1WCDMA（2114.6MHz）和1LTE5MHz（2122.8MHz）。两个候选者或小区已经被识别为可能的WCDMA并且用星号810a-b标记。假定两个候选者的RAT是WCDMA，确定传输频带820a和传输频带820b以及保护频带830a和保护频带830b（用虚线标记）。计算和在下图中绘制用于两个候选者840a和840b的概率840a和840b。计算对于WCDMA的概率对于左侧的候选者810a给出P₁=0.78并且对于右侧候选者给出P₂=0.47。可以看出，左侧候选者810a作为WCDMA信道的概率840a高于右侧候选者810b；因此，真正的WCDMA被归类为最有可能。在上图中用竖线850标记真正的候选者810a。

示例2–与高功率错误的GSM检测相比的低功率的GSM小区

图9示出两个频率图。上图示出在0MHz和52.5MHz之间的频率处所接收的无线电信号900的能量。下图示出对于在上图中所识别的候选信号的概率。图9示出存在三个小区的情形；1GSM（在图9中的载波频率2107MHz）、1WCDMA（在图9中的载波频率2114.6MHz）和1LTE5MHz（在图9中的载波频率2122.8MHz）。在该示例9中，候选者910被识别为GSM（星号）。用于每个候选者的概率940被绘制在下图中。对于最左侧的候选者，对GSM概率的计算将给出P₁=0.65，且，对于其余的检测的候选者，是大约0和0.25之间的概率，因此，从下图也可以清楚地看出，真正的GSM归类为最有可能。在上图中用竖线标记真正的候选者950。

通过识别精确的载波位置和总的BW，现有技术的解决方案EP08853764.2减少了小区搜索假设测试工作，但是需要后续的RAT-特定的同步尝试以确定实际的RAT格式。

不管是RAT或BW，该申请的教导可以将所识别的候选者相对于彼此评定等级，而不需要用于每个可能的候选配置的同步尝试。仅需要对所选择的载波进行同步。这在高功率的错误检测的候选者与低功率的真正的候选者之间加以区分。对于候选者属于的无线接入技术，由于候选者的（绝对）功率级并不意味着什么，故这是特别有益的。应该认识到，低功率的候选者会具有使得比具有不同形状的高功率候选者更可能为候选者的形状。

因此对基线架构提供了互补功能和增加的值-通过以概率次序对候选者进行分类和/或立即排除不相关的RAT和BW组合，减少了研究复杂度。

本文中的教导的一个益处是：可能的载波频率和/或RAT（带宽）的确定较快并且需要较少的计算资源，这是因为其适于仅观看频谱的能级而不需要任何同步。

另一个益处是：本文所公开的教导识别载波频率，并且通过假定RAT，不需要研究、检测或估计带宽。可以从假定的（或假设的）RAT获知带宽。这发现对于具有平坦特征的频谱的信号的有益用途。这还发现对于紧密布置或甚至重叠的信号的有益用途。

提到的“计算机可读存储介质”、“计算机程序产品”、“有形地体现的计算机程序”等、或者“控制器”、“计算机”、“处理器”等应该被理解为不仅包括具有不同架构的计算机（单/多-处理器架构和顺序（Von Neumann）/并行架构）而且包括专用电路（例如，现场可编程门阵列（FPGA）、特定用途集成电路（ASIC））、信号处理设备和其他设备。提到的计算机程序、指令、代码等应该被理解成包括用于可编程的处理器的软件或固件，例如，硬件设备的可编程内容，不管是用于处理器的指令还是用于固定功能设备、门阵列或可编程的逻辑设备等的配置设定参数。

上文已结合多个实施方式大体上描述了本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，与上文所公开的实施方式不同的其他实施方式也同样可以在本发明的通过所附的专利权利要求书所限定的范围内。

表1

LTE传输带宽配置的提取

Claims (14)

1.一种用于在电信***中使用的装置（200），所述装置（200）包括存储器（240）和控制器（210），其中，所述控制器（210）被配置成：

接收射频带宽；

从所接收的射频带宽识别第一候选载波频率（710）；

对可用的第一无线接入技术，确定所述第一候选载波频率（710）为所述可用第一的无线接入技术的载波频率的概率估计（Prob），其中，所述概率估计是基于在具有所述候选载波频率（710）的所述可用的第一无线接入技术的信道频带中的接收功率并且基于在具有所述候选载波频率的所述可用的第一无线接入技术的保护频带中的接收功率；以及

基于对所述候选载波频率（710）的概率估计（Prob）选择无线接入技术。

2.根据权利要求1所述的装置（200），其中，所述控制器（210）还被配置成通过下列步骤来确定对所述第一候选载波频率（710）的所述概率估计（Prob）：

根据所述第一可用的无线接入技术，确定至少一个保护频带的大小和位置，

确定在具有所述候选载波频率（710）的所述第一可用的无线接入技术的信道频带中的平均接收功率，

确定在具有所述候选载波频率的所述可用的第一无线接入技术的至少一个保护频带中的平均接收功率，

确定在所述信道频带中的所述平均接收功率和在所述至少一个保护频带中的所述平均接收功率之间的差值，和

通过确定在所述差值和在所述信道频带中的所述平均接收功率之间的限额来确定所述第一概率估计（Prob）。

3.根据权利要求1所述的装置（200），其中，所述控制器（210）还被配置成：

根据所述可用的第一无线接入技术确定至少一个保护频带的大小和位置和确定在所述至少一个保护频带中的平均接收功率，

确定具有所述候选载波频率（710）的所述第一可用的无线接入技术的信道频带中的平均接收功率，和

通过确定在所述至少一个保护频带中的平均接收功率和在所述信道频带中的平均接收功率之间的限额来确定所述概率。

4.根据权利要求1所述的装置（200），其中，所述控制器（210）还被配置成使用对数尺度确定平均接收功率，且其中，所述控制器（210）被配置成：

根据所述可用的第一无线接入技术确定传输频带的大小和位置；

使用对数尺度确定在具有所述候选载波频率（710）的所述可用的第一无线接入技术的所述信道频带中的平均接收功率；

使用对数尺度确定在具有所述候选载波频率的所述可用的第一无线接入技术的所述传输频带中的平均接收功率；和

通过确定在所述传输频带中的平均接收功率和在所述信道频带中的平均接收功率之间的对数差来确定所述第一概率估计（Prob）。

5.根据权利要求1所述的装置（200），其中，所述控制器（210）还被配置成使用对数尺度确定平均接收功率，且其中，所述控制器（210）被配置成：

根据所述可用的第一无线接入技术确定至少一个保护频带的大小和位置和确定在所述保护频带中的平均接收功率，

确定在具有所述候选载波频率（710）的所述可用的第一无线接入技术的所述信道频带中的平均接收功率，和

通过确定在所述至少一个保护频带中的平均接收功率和在所述信道频带中的平均接收功率之间的对数差来确定所述概率。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置（200），其中，所述控制器（210）还被配置成确定所述第一候选载波频率（710）为可用的第二无线接入技术的信道的概率。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置（200），其中，所述控制器（210）还被配置成识别第二候选载波频率（710）和确定所述第二候选载波频率（710）为无线接入技术的信道的概率。

8.根据权利要求1所述的装置（200），其中，所述控制器（210）还被配置成根据所述概率估计（Prob）对所述第一候选载波频率（710）分类。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置（200），其中，所述控制器（210）还被配置成通过在频带上执行快速傅里叶变换FFT扫描来识别候选载波频率（710），以便获得功率谱密度估计值，随后通过应用无线接入技术匹配滤波器来检测采用不同带宽的蜂窝***，由此识别无线接入技术的至少一个候选载波频率（710）。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的装置（200），其中，所述控制器（210）还被配置成将候选载波频率（710）识别为所接收的带宽中的各个频率并且执行扫描概率计算，由此对于所接收的带宽中的各个频率确定概率估计（Prob）。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的装置（200），其中，所述控制器（210）还被配置成：通过在频带上执行快速傅里叶变换FFT扫描并且应用设计成对低能量信号进行滤波的匹配滤波器，由此识别无线接入技术的至少一个候选载波频率（710），来识别候选载波频率（710）。

12.一种移动通信设备（100），包括根据权利要求1至11中任一项所述的装置（200）。

13.一种在电信***中使用的方法，所述方法包括：

接收射频带宽；

从所接收的射频带宽识别第一候选载波频率（710）；

对于可用的第一无线接入技术，确定所述第一候选载波频率（710）为所述可用的第一无线接入技术的载波频率的概率估计（Prob），其中，所述概率估计是基于在具有所述候选载波频率（710）的所述可用的第一无线接入技术的传输频带中的接收功率并且基于在具有所述候选载波频率的所述可用的第一无线接入技术的保护频带中的接收功率；以及

基于对所述候选载波频率（710）的概率估计（Prob），选择无线接入技术。

14.一种计算机程序产品，包括计算机可读介质，在所述计算机可读介质上具有包括程序指令的计算机程序，所述计算机程序能够加载到数据处理单元且当所述计算机程序通过所述数据处理单元运行时适于执行权利要求13所述的方法。

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