用户设备、芯片及其初始单元搜索方法

摘要

本发明提供一种用户设备，其具有一射频前端，该射频前端用以基于该用户设备接收的射频信号来重新创建同步数据。该用户设备进一步包括：一硬件控制器，耦接于该射频前端，用于将射频前端重新创建的同步数据转存到该用户设备的一存储器，进而从该存储器提取该同步数据；以及一初始单元搜索模块，耦接于该硬件控制器，用于使用由该硬件控制器从该存储器提取的同步信号来执行一离线初始单元搜索试验。本发明还提供一种芯片以及一种初始单元搜索方法。

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别的，涉及移动通信的初始单元搜索方法及 使用该方法的用户设备和芯片。

背景技术

在建立网络连接之前，位于一个移动通信网络中的用户设备（简称UE， 例如一移动电话）需首先执行初始单元搜索（initial cell search，简称ICS）流 程，以判断多个相邻单元中的哪一个单元进行驻留以及如何与该单元通信。

一般来说，用户设备具有晶体振荡器，用以作为一个本地振荡器（LO） 以产生本振（LO）信号。所述LO信号将用户设备接收到的射频（RF）信号 降频至基带域。然后，对该降频后的信号直接执行ICS流程。然而，由于该晶 体振荡器可能不准确，因此用户设备需要在ICS过程中处理由该不准确的LO 信号所造成的频率偏移问题。然而，这可能会延长完成ICS流程的采集时间。

除了与晶体振荡器关联的频率偏移问题，该ICS流程的常规方法可能还会 面临其他问题，例如较长的采集时间和过多的功率消耗。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种用户设备、芯片及其执行的初始单元搜索方法， 以解决所述技术问题。

本发明之一实施例提供一种用户设备，其具有一射频前端，该射频前端用 以基于该用户设备接收的射频信号来重新创建同步数据。该用户设备进一步包 括：一硬件控制器，耦接于该射频前端，用于将射频前端重新创建的同步数据 转存到该用户设备的一存储器，进而从该存储器提取该同步数据；以及一初始 单元搜索模块，耦接于该硬件控制器，用于使用由该硬件控制器从该存储器提 取的同步信号来执行一离线初始单元搜索试验。

本发明另一实施例提供一种芯片，安装在一用户设备中。该芯片包括：一 硬件控制器，用于将由该用户设备重新创建的同步数据通过该芯片的一外部存 储器接口转存到该用户设备的一外部存储器，进而通过该外部存储器接口从该 存储器提取该同步数据；以及一初始单元搜索模块，耦接于该硬件控制器，用 于使用由该硬件控制器从该存储器提取的同步信号来执行一初始单元搜索试 验。

本发明又一实施例提供一种初始单元搜索方法，其具有基于一用户设备接 收的射频信号来重新创建同步数据的步骤。该方法进一步包括：将重新创建的 同步数据转存到该用户设备的一存储器；从该存储器提取该同步数据；以及使 用所提取的该同步信号来执行一初始单元搜索试验。

上述的实施例使得该用户设备在初始单元搜索流程中花费更少的采集时 间和消耗更少的功率。此外，本实施例使该用户设备非常容易地在数字域处理 频率偏移和时间漂移的问题，而无需过度增加用户设备的采集时间或功率消 耗。而且，上述实施例可以在没有或需要最少的额外硬件成本的基础上实现。

附图说明

图1为一实施例用于一第三代（3G）移动通信网络的同步帧的示意图；

图2是本发明一实施例提供的用户设备的简化框图；以及

图3是由图2的用户设备执行的初始单元搜索方法的简化流程图。

具体实施方式

为使本发明之所述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施 例，并配合所附图式，作详细说明如下。

在移动通信网络中，每个单元可以对多个同步帧进行逐个广播，以帮助邻 近的用户设备执行初始单元搜索（initial cell search，简称ICS）流程。从用户 设备的角度来看，由邻近单元所广播的同步帧可能会在时域中彼此重叠。在ICS 流程中，用户设备可以使用重叠的同步帧来确定哪个单元驻留以及如何与该单 元通信。

图1为一实施例用于一第三代（3G）移动通信网络的同步帧的示意图。 如该图所示，该同步帧使用三个同步信道，包括一个主同步信道（PSCH）、一 个辅同步信道（SSCH）和一个共用导频信道（CPICH）。该同步帧被分成15 个时隙。在PSCH中，于每个时隙的开始处广播序列，且该同步帧中的所述 15个PSCH序列都是相同的，他们致能一个用户设备（请参阅图2）以执行时 隙同步，所述时隙同步的执行被定义为ICS流程的第1阶段。在SSCH中，于 每个时隙的开始处广播序列，且该同步帧中的所述15个SSCH序列是不同的， 他们使用户设备执行帧同步和码组识别，这被定义为ICS流程的第2阶段。通 过将所述15个时隙的每一者分为10个符号，所述CPICH可以承载由一个特 定扰码进行扰频的下行链路（downlink）共用导频符号。所述下行链路共用导 频符号使得用户设备执行扰码识别，此定义为ICS流程的第3阶段。4G移动 通信标准（即4G，LTE）的ICS流程也具有类似于上面提到的三个阶段。

图2是本发明一实施例提供的该用户设备的简化框图。该图仅描述了与本 发明实质相关的功能块，为了简单起见，用于其它功能的模块被省略。该用户 设备200可以兼容3G和/或4G移动通信标准。

在本实施例中，该用户设备200包括一射频前端(radio frequency front end, 简称RF FE)210、一硬件（HW）控制器220、一ICS模块230以及一存储器 240。该存储器240并非是包括该HW控制器220和该ICS模块230的一芯片 215的内部存储器，而是外接于芯片215并通过芯片215的一个外部存储器接 口（EMI）225连接到芯片215。该存储器接口225是一个外部接口，因为其 并非内置于该芯片215。通过该硬件控制器220和EMI225，该芯片215可利 用由存储器240所提供的存储空间进行存取。尽管图2以别的方式示出，所述 RF FE210仍可以是芯片215的一部分。至于RF FE210，其负责将由用户设 备200的一天线接收的RF信号降频到基带域。为了处理降频，所述RF FE210 可包含诸如过滤器、低噪声放大器（LNA）、本地振荡器（LO）和一个降频混 频器的元件。

图3示出了由用户设备200执行的方法的简化流程图。该图仅仅描绘了与 本发明实质有关的步骤，为了简单起见，省略其它步骤。首先，在步骤310中， 用户设备200重新创建同步数据并将同步数据转存到存储器240，以致能随后 的离线ICS。具体而言，该RF FE210通过将由天线于该同步信道接收到的RF 信号降频到基带域，而重新创建该同步数据。该硬件控制器220将从该RF FE 210接收到的同步数据转存到存储器240。

该同步数据可包含同步帧内的信息，其中该同步帧由用户设备200邻近的 一些单元同步广播。例如，如果该用户设备200是3G用户端，则每个同步帧 可具有图1所示的结构。步骤310可能需要持续足够长的时间，以使得用户设 备200能够检测所述具有足够高质量的同步数据。

在步骤310中，该硬件控制器220可以同时提供该同步数据到该ICS模块 230，以用于某些实时ICS试验。然而，由于步骤310可能仅持续很短的一段 时间，该ICS模块230可能无法在步骤310中成功完成一次ICS试验。在步骤 310之后，该用户设备200可关闭该RF FE210以降低功耗。

一ICS试验是由ICS模块230执行的一个ICS尝试。以3G标准为例，该 ICS试验包含上述的第1阶段、第2阶段和第3阶段。如果该试验是一系列试 验，则每次仅有该三个阶段中的一个进行工作。或者，如果该试验是一个流线 式（pipeline）的试验，则该三个阶段可同时执行。一般来说，系列试验可能 会导致以较长搜索时间为代价而具有更低功耗。与此相反，流线式的试验可能 会导致以较高功耗为代价而使用较短的搜索时间。

在步骤320中，该用户设备200确定该ICS模块230是否需要继续执行ICS 试验。如果答案是肯定的，则用户设备200进入步骤330，否则，用户设备200 进入步骤340。例如，如果无法提前终止该ICS流程或还没有完成所有的试验， 则用户设备200可能需要继续执行一ICS试验。如果该ICS模块230在步骤 310中不执行实时ICS试验，则用户设备200可能会绕过步骤320，并在离开 步骤310之后直接进入步骤330。

在步骤330中，用户设备200使用从存储器240中提取出的同步数据，以 离线执行ICS试验。具体而言，该硬件控制器220从存储器240提取出该同步 数据，并提供该同步数据给该ICS模块230。该ICS模块230使用该同步数据 以进行离线ICS试验。该试验是一种离线试验，这是因为该同步数据并非实时 数据（也就是说，没有数据被邻近的单元同时广播），而是由邻近的单元先前 广播的一些新数据。该ICS模块230可以在步骤330中执行ICS系列试验或流 线式的试验。

如图3所示，步骤320和330构成一个迭代循环，其可反复多次，直到没 有其他的ICS试验需要继续执行。于是，该ICS模块230可重复使用相同的一 段同步数据（从存储器240中取出）以执行多个ICS试验。

步骤330可以使用户设备200获得几个优势。例如，该RF FE210在步骤 330中可以关闭，从而减少该用户设备200的整体功耗，延长其电池寿命。作 为另一个例子，该离线ICS试验可使用比一个实时ICS试验更短的时间。具体 而言，一个实时ICS试验的持续时间可能会等于一个同步帧的持续时间，或长 于同步帧的持续时间。与此相反，由于用户设备200不需要等待天线接收以及 等待RF FE210对该同步帧进行降频，离线ICS的持续时间可能会比一个同步 帧的持续时间更短。因此，用户设备200可在ICS流程中花费较短的采集时间。

在ICS流程中，除了ICS以外的一些原因，用户设备200很可能不需要在 存储器240中存取太多的存储空间。换言之，存储器240可具有足够的带宽 （bandwidth）用于ICS流程。于是，该用户设备200可具有存储器240的足 够带宽来储备ICS程序。换句话说，在步骤310和330中，将有足够的存储带 宽使硬件控制器220将该同步数据转存到存储器240，并再从中提取该同步数 据。存储器240的这种使用不会耗尽所有可用的带宽。此外，由于除了ICS以 外的目的，存储器240可能是用户设备200的一个必要元件，使得用户设备 200可以在没有或需要最小额外硬件成本的情况下，在ICS流程中使用该存储 器240。

该RF FE210的本地振荡器可具有一个晶体振荡器，用于产生一本振（LO） 信号，用来将用户设备200接收到的RF信号降频至基带域。由于该晶体振荡 器可能不准确，所述同步数据可能具有固有的基带频率偏移和/或时间漂移。 因此，在步骤330中执行ICS试验之前，该ICS模块230可以数字化地对该同 步数据执行基带频移，和/或数字化地对该同步数据执行定时补偿。因为这些 操作都是在数字域执行，且是对于已转存的同步数据执行，所以他们不会对ICS 流程造成太大的延迟。

在步骤340中，该用户设备200确定其是否可以完成该ICS流程。如果答 案是否定的，则该用户设备200返回到步骤310，以将ICS流程重新启动一遍， 否则，该用户设备200进入到步骤350。例如，如果该用户设备200已经获得 一个最佳频偏（maximum bin），且该最佳频偏的值比预定阈值更好，则该用户 设备200可进入步骤350。

在步骤350中，该用户设备200完成该ICS流程且将一选定单元进行驻留。 具体而言，在一次成功的ICS试验之后且在实际驻留该选定单元之前，该用户 设备200可能需要执行一些操作。3G和4G网络可能需要在步骤350中执行多 组不同的操作。

总之，上述的实施例使得该用户设备200在ICS流程中花费更少的采集时 间和消耗更少的功率。此外，本实施例使该用户设备200非常容易地在数字域 处理频率偏移和时间漂移的问题，而无需过度增加用户设备200的采集时间或 功率消耗。而且，上述实施例可以在没有或需要最少的额外硬件成本的基础上 实现。

在前面详细的描述中，通过参考本发明描述的特定实施例，本领域技术人 员可以理解的是，在没有背离本发明的精神的情况下可以做出各种修改。且前 面详细的描述以及附图应所述理解为是为了清楚的阐述发明，而不是作为本发 明的限制。