阅读说明：本技术 使用希尔伯特变换进行频谱划分以改进频率扫描 (Spectral partitioning using a Hilbert transform to improve frequency scanning ) 是由 R·库玛尔 A·拉久尔卡尔 于 2019-02-28 设计创作，主要内容包括：一种执行无线通信的方法包括：在初始小区搜索期间,由用户设备(UE)在该UE的最大前端带宽上累积接收数据的样本。该方法还包括：将样本分割成较小的不重叠的频谱块,以及对这些较小的不重叠的块中的一个或多个块执行基于相关性的检测。该方法还包括：根据基于相关性的检测的结果来检测无线通信系统。(A method of performing wireless communication comprising: during initial cell search, samples of received data are accumulated by a User Equipment (UE) over a maximum front-end bandwidth of the UE. The method further comprises the following steps: the method includes partitioning samples into smaller non-overlapping blocks of spectrum and performing correlation-based detection on one or more of the smaller non-overlapping blocks. The method further comprises the following steps: the wireless communication system is detected based on a result of the correlation-based detection.)

使用希尔伯特变换进行频谱划分以改进频率扫描

基于35U.S.C.§119要求优先权

本专利申请要求享受2018年3月1日提交的、标题为“SPECTRUM PARTITIONINGUSING HILBERT TRANSFORM FOR IMPROVED FREQUENCY SCAN”的非临时申请No.15/909,763的优先权，该申请已转让给本申请的受让人，故以引用方式将其明确地并入本文。

技术领域

概括地说，本公开内容的各个方面涉及无线通信系统，并且更具体地说，涉及用户设备的初始频率扫描。下面所讨论的技术的某些实施例可以在减少EARFCN不确定性的情况下提高无线系统检测能力。

背景技术

已广泛地部署无线通信网络，以便提供各种通信服务，诸如语音、视频、分组数据、消息收发、广播等等。这些无线网络可以是能通过共享可用的网络资源来支持多个用户的多址网络。这些网络(它们通常是多址网络)通过共享可用的网络资源，来支持用于多个用户的通信。

无线通信网络可以包括能支持多个用户设备(UE)的通信的多个基站或者节点B。UE可以经由下行链路和上行链路与基站进行通信。下行链路(或前向链路)是指从基站到UE的通信链路，而上行链路(或反向链路)是指从UE到基站的通信链路。

基站可以在下行链路上向UE发送数据和控制信息，和/或可以在上行链路上从UE接收数据和控制信息。在下行链路上，来自基站的传输可能遭遇由于来自邻居基站的传输或者来自其它无线射频(RF)发射器的传输所造成的干扰。在上行链路上，来自UE的传输可能遭遇来自与邻居基站进行通信的其它UE或者其它无线RF发射器的上行链路传输的干扰。这种干扰可能使下行链路和上行链路上的性能下降。

随着移动宽带接入需求的持续增加，接入远距离无线通信网络的UE越多，在社区中部署的短距离无线系统越多，网络发生干扰和拥塞的可能性就会增加。继续研究和开发无线技术，不仅能满足移动宽带接入的增长需求，而且还提升和增强用户移动通信的体验。

用户设备(UE)在尝试初始捕获时，执行频率扫描(FSCAN)。基于功率的FSCAN可能受到信噪比(SNR)的限制。例如，对于低于-5dB的SNR，FSCAN可能会失败，并且即使在0dB时检测性能也很差，这使得基于功率的FSCAN不适合于UE模式B。在覆盖范围较差的情况下，模式B下的UE搜索每个EARFCN以检测主同步信号和辅助同步信号(PSS/SSS)，这非常耗时且计算复杂。可以使用循环前缀(CP)相关性来增强FSCAN，但是基于CP相关性的FSCAN具有两个主要缺点。首先，性能对捕获的LTE带宽的一部分和目标LTE系统的带宽非常敏感。其次，搜索后CP相关性的潜在EARFCN的数量很高。

发明内容

为了对所讨论的技术有一个基本的理解，下面概括了本公开内容的一些方面。该概括部分不是对本公开内容的所有预期特征的详尽概述，既不是旨在标识本公开内容的所有方面的关键或重要元素，也不是描述本公开内容的任意或全部方面的范围。其唯一目的是用概括的形式呈现本公开内容的一个或多个方面的一些概念，以此作为后面的详细说明的前奏。

在本公开内容的一个方面，一种执行无线通信的方法包括：由用户设备(UE)在初始小区搜索期间，在该UE的最大前端带宽上积累接收数据的样本。该方法还包括：将所述样本分割成较小的不重叠的频谱块；并对所述较小的不重叠的块中的一个或多个块执行基于相关性的检测。该方法还包括：根据基于相关性的检测的结果，来检测无线通信系统。

在本公开内容的另外方面，一种无线通信装置包括计算机处理器和耦合到所述处理器的存储器。所述计算机处理器被配置为：由用户设备(UE)在初始小区搜索期间，在该UE的最大前端带宽上积累接收数据的样本。所述计算机处理器另外被配置为：将所述样本分割成较小的不重叠的频谱块。所述计算机处理器还被配置为对所述较小的不重叠的块中的一个或多个块执行基于相关性的检测。所述计算机处理器还被配置为：根据基于相关性的检测的结果，来检测无线通信系统。

在结合附图阅读了下面的本发明的特定、示例性实施例的描述之后，本发明的其它方面、特征和实施例对于本领域普通技术人员来说将变得显而易见。虽然相对于下面的某些实施例和附图讨论了本发明的特征，但本发明的所有实施例可以包括本文所讨论的优势特征中的一个或多个。换言之，虽然将一个或多个实施例讨论成具有某些优势特征，但根据本文所讨论的本发明的各个实施例，也可以使用这些特征中的一个或多个。用类似的方式，虽然下面将示例性实施例讨论成设备、系统或者方法实施例，但应当理解的是，这些示例性实施例可以用各种各样的设备、系统和方法来实现。

附图说明

通过参照下面的附图，可以获得对于本公开内容的本质和优点的进一步理解。在附图中，类似的组件或特征具有相同的附图标记。此外，相同类型的各个组件可以通过在附图标记之后加上下划线以及用于区分相似组件的第二标记来进行区分。如果在说明书中仅使用了第一附图标记，则该描述可适用于具有相同的第一附图标记的任何一个类似组件，而不管第二附图标记。

图1是根据本公开内容的一些实施例，示出一种无线通信系统的细节的框图。

图2是概念性地示出根据本公开内容的一些实施例所配置的基站/gNB和UE的设计方案的框图。

图3是根据本公开内容的一些实施例，示出长期演进(LTE)频段的UE频率扫描(FSCAN)的框图。

图4是根据本公开内容的一些实施例，示出基于循环前缀(CP)相关性的扫描的框图。

图5是根据本公开内容的一些实施例，示出作为基于CP相关性的扫描的结果而对EARFCN候选者的识别的框图。

图6是根据本公开内容的一些实施例，示出关于LTE系统带宽与UE带宽的对准的问题的框图。

图7是根据本公开内容的一些实施例，示出关于LTE系统带宽与UE带宽之间的大小差异的问题的框图。

图8是根据本公开内容的一些实施例，示出关于EARFCN不确定性的问题的框图。

图9是根据本公开内容的一些实施例的基于CP相关性的峰值检测的图形表示。

图10是根据本公开内容的一些实施例的累积分布函数(CDF)的图形表示，其展示了部分LTE捕获的效果。

图11是根据本公开内容的一些实施例，示出通过将UE带宽样本分割成两个相等的半部，来使用希尔伯特变换来执行频谱划分的框图。

图12是根据本公开内容的一些实施例，示出通过下采样和旋转来处理这两个相等的半部的框图。

图13是根据本公开内容的一些实施例，示出以二叉树方式来分割UE 5MHz带宽频谱的框图。

图14是根据本公开内容的一些实施例，示出以二叉树方式来分割UE 20MHz带宽频谱的框图。

图15是根据本公开内容的一些实施例的CDF的图形表示，其展现了由于频段分割导致的性能下降。

图16是根据本公开内容的一些实施例的CDF的图形表示，其展现了由于频段分割造成的在频段的左半部分中无线系统的可检测性的改进。

图17是根据本公开内容的一些实施例，示出用于增强检测的频段分割过程的示例框的框图。

图18是根据本公开内容的一些实施例，示出用于减小EARFCN不确定性的频段分割过程的示例框的框图。

图19是示出根据本公开内容的一些实施例的初始频率扫描过程的示例框的框图。

图20是示出根据本公开内容的一些实施例的无线通信装置的框图。

具体实施方式

下面结合附图描述的具体实施方式，仅仅旨在对各种可能配置进行描述，而不是限制本公开内容的保护范围。相反，为了对本发明有一个透彻理解，具体实施方式包括特定的细节。对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，并不是在每一种情况下都需要这些特定的细节，在一些实例中，为了清楚地呈现起见，公知的结构和部件以框图形式示出。

本公开内容总体上涉及在一个或多个无线通信系统(其还称为无线通信网络)中的两个或更多无线设备之间提供通信或者参与它们之间的通信。在各个实施例中，这些技术和装置可以用于诸如以下的无线通信网络：码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交FDMA(OFDMA)网络、单载波FDMA(SC-FDMA)网络、长期演进(LTE)网络、全球移动通信系统(GSM)网络、以及其它通信网络。如本文所描述的，根据具体的上下文，术语“网络”和“系统”可以互换地使用。

例如，CDMA网络可以实现诸如通用陆地无线电接入(UTRA)、cdma 2000等等之类的无线电技术。UTRA包括宽带CDMA(W-CDMA)和低码片速率(LCR)。CDMA 2000覆盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。

TDMA网络可以例如实现诸如GSM之类的无线电技术。3GPP定义了用于GSM EDGE(用于GSM演进的增强数据速率)无线电接入网络(RAN)的标准，其也称为GERAN。GERAN是GSM/EDGE的无线电组件，以及连接基站(例如，Ater和Abis接口)和基站控制器(A接口等等)的网络。无线电接入网络代表GSM网络的组成部分，通过该网络，将电话呼叫和分组数据路由到和路由出在公共交换电话网(PSTN)和互联网，以及路由到和路由出与用户手持装置(也称为用户终端或用户设备(UE))。移动电话运营商的网络可以包括一个或多个GERAN，在UMTS/GSM网络的情况下，其可以与通用陆地无线电接入网(UTRAN)耦合。运营商网络还可以包括一个或多个LTE网络和/或一个或多个其它网络。各种不同的网络类型可以使用不同的无线电接入技术(RAT)和无线电接入网络(RAN)。

OFDMA网络可以例如实现诸如演进UTRA(E-UTRA)、IEEE 802.11、IEEE 802.16、IEEE 802.20、flash-OFDM等等之类的无线电技术。UTRA、E-UTRA和GSM是通用移动通信系统(UMTS)的一部分。具体而言，LTE是UMTS的采用E-UTRA的版本。在名为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的组织所提供的文档中，描述了UTRA、E-UTRA、GSM、UMTS和LTE，在来自名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文档中描述了cdma2000。这些各种无线电技术和标准是已知的，或者是正在开发的。例如，第三代合作伙伴计划(3GPP)是目标针对于规定全球适用的第三代(3G)移动电话规范的电信联盟组之间的协作。3GPP长期演进(LTE)是目标针对于改进通用移动电信系统(UMTS)移动电话标准的3GPP计划。3GPP可以规定用于下一代的移动网络、移动系统和移动设备的规范。

为了清楚说明起见，下面参考示例性LTE实施方式或者以LTE为中心的方式来描述这些装置和技术的某些方面，并且在以下描述的部分中可以将LTE术语用作说明性示例；但是，该描述并不旨在受限于LTE应用。实际上，本公开内容涉及在使用不同的无线电接入技术或者无线电空中接口的网络之间对无线频谱的共享接入。

此外，应当理解的是，在操作中，根据本文的概念适配的无线通信网络可以根据负载和可用性，以许可频谱或免许可频谱的任何组合来操作。因此，对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，本文所描述的系统、装置和方法可以应用于除了所提供的特定示例之外的其它通信系统和应用。

虽然在本申请中通过对一些示例的说明描述了各方面和实施例，但本领域普通技术人员应当理解，可以在许多不同的布置和场景中实施另外的实现和用例。本文所描述的创新可以跨多个不同的平台类型、设备、系统、形状、尺寸、包装布置来实现。例如，实施例和/或用途可以通过集成芯片实施例和/或其它基于非模块组件的设备(例如，终端用户设备、车辆、通信设备、计算设备、工业设备、零售/购买设备、医疗设备、支持AI的设备等等)来实现。虽然一些示例可能专门针对于用例或应用，也可能不是专门针对于用例或应用，但是可能出现所描述的创新的各种各样的适用性。实现的范围可以是从芯片级或模块化组件到非模块化、非芯片级实现，并且还可以是包含一个或多个所描述的方面的聚合式、分布式或OEM设备或系统。在一些实际设置中，包含所描述的方面和特征的设备还可能必须地包括用于实现和实践所要求保护和描述的实施例的其它组件和特征。可以在具有不同尺寸、形状和构造的各种各样的实现(其包括大型/小型设备、芯片级组件、多组件系统(例如，RF链、通信接口、处理器)、分布式布置、终端用户设备等等中，实践本文所描述的创新。

图1示出了根据一些实施例的用于通信的无线网络100。虽然相对于LTE-A网络(在图1中示出)提供了对本公开内容的技术的讨论，但这仅仅是出于说明的目的。在包括第五代(5G)网络的其它网络部署中，也可以使用所公开的技术的原理。如本领域普通技术人员所应当理解的，图1中出现的组件可能在其它网络布置中具有相关的对应物，其包括例如蜂窝式网络布置和非蜂窝式网络布置(例如，设备到设备或对等或ad hoc(自组织)网络布置等等)。

返回到图1，无线网络100包括多个基站，例如其可以包括演进节点B(eNB)或G节点B(gNB)。这些可以被称为gNB 105。gNB可以是与UE进行通信的站，并且还可以被称为基站、节点B、接入点等等。每一个gNB 105可以为特定的地理区域提供通信覆盖。在3GPP中，根据术语“小区”使用的上下文，术语“小区”可以指代gNB的该特定地理覆盖区域，和/或服务于该覆盖区域的gNB子系统。在本文的无线网络100的实现中，gNB 105可以与同一运营商或不同运营商相关联(例如，无线网络100可以包括多个运营商无线网络)，并且可以使用与相邻小区相同频率的一个或多个频率(例如，许可频谱、免许可频谱或者其组合中的一个或多个频带)来提供无线通信。

gNB可以为宏小区或小型小区(例如，微微小区或毫微微小区)和/或其它类型的小区提供通信覆盖。通常，宏小区覆盖相对较大的地理区域(例如，半径几个公里)，并且可以允许与网络提供商具有服务订阅的UE的不受限制的接入。通常，诸如微微小区之类的小型小区覆盖相对较小的地理区域，并且允许与网络提供商具有服务订阅的UE的不受限制的接入。此外，诸如毫微微小区之类的小型小区通常覆盖相对较小的地理区域(例如，家庭)，除不受限制的接入之外，其还向与该毫微微小区具有关联的UE(例如，闭合用户群(CSG)中的UE、用于家庭中的用户的UE等等)提供受限制的接入。用于宏小区的gNB可以称为宏gNB。用于小型小区的gNB可以称为小型小区gNB、微微gNB、毫微微gNB或者家庭gNB。在图1所示出的例子中，gNB 105a、105b和105c分别是用于宏小区110a、110b和110c的宏gNB。gNB 105x、105y和105z是小型小区gNB，它们可以包括用于分别向小型小区110x、110y和110z提供服务的微微或毫微微gNB。gNB可以支持一个或多个(例如，两个、三个、四个等等)小区。

无线网络100可以支持同步或异步操作。对于同步操作而言，gNB可以具有类似的帧时序，并且来自不同gNB的传输在时间上近似地对齐。对于异步操作而言，gNB可以具有不同的帧时序，并且来自不同gNB的传输在时间上可以不对齐。在一些场景中，可以启用或配置网络，以处理同步操作或异步操作之间的动态切换。

UE 115分散于无线网络100中，并且每一个UE可以是静止的，也可以是移动的。应当理解的是，虽然在第三代合作伙伴计划(3GPP)颁布的标准和规范中，移动装置通常称为用户设备(UE)，但本领域普通技术人员也可以将这种装置称为移动站(MS)、用户站、移动单元、用户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动用户站、接入终端(AT)、移动终端、无线终端、远程终端、手持装置、终端、用户代理、移动客户端、客户端或者某种其它适当的术语。在本文档内，“移动”装置或UE不必具有移动能力，并且可以是静止的。移动装置的一些非限制性示例，例如可以包括UE 115中的一个或多个的实施例，包括移动台、蜂窝(小区)电话、智能电话、会话发起协议(SIP)电话、膝上型计算机、个人计算机(PC)、笔记本电脑、上网本、智能书、平板设备和个人数字助理(PDA)。移动装置还可以是“物联网”(IoT)设备，例如汽车或其它运输工具、卫星无线电、全球定位系统(GPS)设备、物流控制器、无人机、多轴飞行器、四轴飞行器、智能能源或安全设备、太阳能电池面板或太阳能阵列、市政照明、水或其它基础设施；工业自动化和企业设备；消费者和可穿戴设备，例如眼镜、可穿戴相机、智能手表、健康或健身***、哺乳动物可植入设备、手势跟踪设备、医疗设备、数字音频播放器(例如，MP3播放器)、相机、游戏机等等；以及数字家庭或智能家庭设备，例如家庭音频、视频和多媒体设备、电器、传感器、自动售货机、智能照明、家庭安全系统、智能电表等等。诸如UE 115之类的移动装置能够与宏gNB、微微gNB、毫微微gNB、中继等等进行通信。在图1中，闪电(例如，通信链路125)指示UE与服务gNB之间的无线传输(其中，服务gNB是被指定为在下行链路和/或上行链路上为UE服务的gNB)、或者gNB之间期望的传输。虽然将回程通信134示出为可以在gNB之间发生的有线回程通信，但应当理解，回程通信可以另外地或替代地通过无线通信来提供。

图2示出了基站/gNB 105和UE 115的设计方案的框图。这些设备可以是图1中的基站/gNB里的一个和图1中的UE里的一个。对于受限制关联场景(如上面所提及的)，gNB 105可以是图1中的小型小区gNB 105z，而UE 115可以是UE 115z，为了接入小型小区gNB 105z，UE 115z将包括在用于小型小区gNB 105z的可接入UE列表中。gNB 105还可以是某种其它类型的基站。gNB 105可以装备有天线234a至234t，而UE 115可以装备有天线252a至252r。

在gNB 105处，发射处理器220可以从数据源212接收数据，从控制器/处理器240接收控制信息。该控制信息可以是用于物理广播信道(PBCH)、物理控制格式指示符信道(PCFICH)、物理混合ARQ指示符信道(PHICH)、物理下行链路控制信道(PDCCH)等等。数据可以是用于物理下行链路共享信道(PDSCH)等等。发射处理器220可以对数据和控制信息进行处理(例如，编码和符号映射)，以分别获得数据符号和控制符号。发射处理器220还可以生成参考符号，例如，用于主同步信号(PSS)、辅助同步信号(SSS)和特定于小区的参考信号(CRS)。发射(TX)多输入多输出(MIMO)处理器230可以对这些数据符号、控制符号和/或参考符号执行空间处理(例如，预编码)(若适用)，并向这些调制器(MOD)232a到232t提供输出符号流。每一个调制器232可以处理各自的输出符号流(例如，用于OFDM等)，以获得输出样本流。每一个调制器232可以另外地或替代地处理(例如，转换成模拟信号、放大、滤波和上变频)输出样本流，以获得下行链路信号。来自调制器232a到232t的下行链路信号可以分别经由天线234a到234t进行发射。

在UE 115处，天线252a到252r可以从gNB 105接收下行链路信号，并分别将接收的信号提供给解调器(DEMOD)254a到254r。每一个解调器254可以调节(例如，滤波、放大、下变频和数字化)各自接收的信号，以获得输入样本。每一个解调器254还可以进一步处理这些输入样本(例如，用于OFDM等)，以获得接收的符号。MIMO检测器256可以从所有解调器254a到254r获得接收的符号，对接收的符号执行MIMO检测(若适用)，并提供检测的符号。接收处理器258可以处理(例如，解调、解交织和解码)检测到的符号，向数据宿260提供针对UE 115的解码后数据，向控制器/处理器280提供解码后的控制信息。

在上行链路上，在UE 115处，发射处理器264可以从数据源262接收(例如，用于PUSCH的)数据，从控制器/处理器280接收(例如，用于PUCCH的)控制信息，并对该数据和控制信息进行处理。发射处理器264还可以生成用于参考信号的参考符号。来自发射处理器264的符号可以由TX MIMO处理器266进行预编码(若适用)，由调制器254a到254r进行进一步处理(例如，用于SC-FDM等等)，并发送回gNB 105。在gNB 105处，来自UE 115的上行链路信号可以由天线234进行接收，由解调器232进行处理，由MIMO检测器236进行检测(若适用)，由接收处理器238进行进一步处理，以获得UE 115发送的解码后的数据和控制信息。处理器238可以向数据宿239提供解码后的数据，向控制器/处理器240提供解码后的控制信息。

控制器/处理器240和280可以分别指导gNB 105和UE 115处的操作。gNB 105处的控制器/处理器240和/或其它处理器和模块和/或UE 115处的控制器/处理器280和/或其它处理器和模块，可以执行或指导用于实现本文所描述的技术的各种处理的执行，例如，执行或指导图10-19中所示的处理、和/或用于本文所描述的技术的其它处理。存储器242和282可以分别存储用于gNB 105和UE 115的数据和程序代码。调度器244可以调度UE在下行链路和/或上行链路上进行数据传输。

图3-10提供了关于由诸如UE 115之类的UE进行的初始频率扫描所引起的挑战的细节。UE在尝试初始捕获无线通信系统时，执行频率扫描(FSCAN)。基于功率的FSCAN可能受到信噪比(SNR)的限制。例如，FSCAN可能在SNR低于-5dB时发生失败，并且即使在0dB时，检测性能也很差，这使得基于功率的FSCAN不适合于UE模式B。在较差的覆盖范围内，处于模式B的UE搜索每个EARFCN来检测主同步信号和辅助同步信号(PSS/SSS)，这非常耗时且计算复杂。可以使用循环前缀(CP)相关性来增强FSCAN，但是基于CP相关性的FSCAN具有两个主要缺点。首先，性能对捕获的LTE带宽的一部分和目标LTE系统的带宽非常敏感。其次，搜索后CP相关性的潜在EARFCN的数量很高。

参照图3，诸如LTE系统300之类的无线通信系统占据频带的一部分(诸如LTE频段302)。真实的EARFCN 304可以例如对应于LTE系统300的中心频率。FSCAN的目标是在最短的可能时间内找到真正的EARFCN 304。为此，UE通过将LTE频段划分为最小数量的可能的子频段，来扫描LTE频段302。通常，将UE带宽306设置为UE的无线调制解调器的最大支持带宽。例如，对于某些UE调制解调器，最大支持带宽可以是20MHz。替代地，对于被设计用于物联网(IoT)应用的其它调制解调器，最大支持带宽可以是5MHz，这将需要UE使用5MHz带宽来扫描LTE频段302。

参照图4，基于CP相关性的FSCAN是CP相关性的新应用。LTE信号由通过循环前缀402A和402B进行限定的OFDM符号400组成。基于CP相关性的FSCAN技术利用LTE信号中存在的这种固有相关性，并在每个UE带宽上的一定量的累积样本执行自动相关，来检测CP相关性。如果未检测到CP相关性，则无需在该频段的当前部分中搜索EARFCN，从而最终节省了时间。如图5中所示，该方法可以将潜在的EARFCN候选者缩小到几个UE带宽500A和500B。

参照图6，可能出现关于LTE系统带宽与UE带宽的对准的问题。基于CP相关性的FSCAN的这一缺点源自于对捕获的LTE系统的一部分以及所部署LTE系统的带宽的敏感性。具体而言，每当LTE系统的被捕获部分减少时，对LTE系统的可检测性就降低。例如，当LTE系统600A与UE带宽602A对准时，在UE带宽602A上累积的样本内，捕获了LTE系统600A的大部分或全部。然而，当LTE系统600B与UE带宽602B或602C都不对准时，则在每个UE带宽602B和602C中仅捕获了LTE系统600B的一部分。结果，与UE带宽602B和602C中的每一个相对应的累积样本呈现出被捕获的相关能量的减少、以及来自不存在LTE系统位置处的样本的不想要的干扰。如图7中所示，当LTE系统带宽700明显地小于UE带宽702时，存在类似的问题。

现在转到图8，基于CP相关性的FSCAN的其它缺点源自于关于EARFCN不确定性的问题。例如，即使基于CP相关性的FSCAN通过消除LTE频段的很大一部分(在这些位置处没有LTE系统)来提供增益，但仍然存在相当程度的EARFCN不确定性。在LTE系统800与UE带宽802A和802B未对准的例子中，真正的EARFCN可以在UE带宽802A和802B内的任何地方。对于5MHz、10MHz和20MHz UE带宽，每个UE带宽分别有45、90和180个EARFCN。扫描所有这些EARFCN以定位真正的EARFCN所需的计算时间过长。此外，EARFCN不确定性还会随着虚警而进一步增加，这在低SNR条件下是可以预期的。

参照图9，可以使用CP累积缓冲区Bcorr(n)，来执行基于CP相关性的峰值检测，以通过自相关来累积CP相关值，并且对在指定的持续时间(T)内的相关值进行相干组合。例如，对于5MHz的UE带宽，可以针对n＝0,1,…,548来定义缓冲区Bcorr(n)。性能度量

并且可以根据以下条件进行决定：

1,z≥δ

0,z<δ

其中δ是检测阈值。这种基于CP相关性的技术有望检测到-15dB的LTE信号，并且可以通过增加捕获时间(T)来增加相关增益。

转到图10，累积分布函数(CDF)展现了部分LTE捕获的效果。沿纵坐标轴绘制CDF，沿横坐标绘制性能矩阵z。为了正确检测，检测阈值δ必须能够分离LTE和非LTE情况下的CDF。考虑两种情况，并将其与没有LTE的CDF 1000进行比较。情况1考虑在UE带宽中捕获完整LTE系统的情况，而在情况2中仅捕获了LTE系统的一半。情况1的CDF 1004明显不同于没有LTE的CDF 1000，而情况2的CDF 1002呈现出与没有LTE的CDF 1000的明显重叠。如先前所提及的，一种增强检测的方法是增加捕获时间，但是这种增加会导致由于累积额外的样本所带来的额外时间。同样如先前所提及的，即使检测到LTE系统，仍然需要对于与带宽的空闲部分相对应的错误EARFCN进行后处理，这又带来了额外的时间和计算的代价。

图11-20提供了与所提出的解决方案有关的细节，这些解决方案改善了检测和/或降低了EARFCN不确定性，而不会引起由于增加捕获时间和/或后处理以排除过多的错误EARFCN而造成的上述惩罚。在原理上，参照5MHz的UE带宽和基于CP相关性的检测的使用，来描述以下提出的解决方案。然而，可以预见的是，可以采用其它UE带宽和/或其它基于相关性的检测技术。例如，另一种潜在的相关器是基于CRS自相关的。但是，基于CRS的相关器对频率偏移(FO)误差和高多普勒衰落敏感。相比而言，基于CP的相关器对FO和高多普勒均具有鲁棒性，因此目前是优选的。

本文所公开的解决方案实施频段划分，以解决基于CP相关性的FSCAN的问题。该解决方案有效地增加了检测概率，并将潜在的EARFCN缩小到很小的数量。这种基本解决方案涉及：通过在最大UE带宽上累积样本并分割具有较小非重叠带宽的样本，来将频谱划分为较小的块(或子频段)，以在较小的频谱块上进行精确决策。这种分割避免了对于较小频谱块的样本进行单独累积。

在下面关于图11-16详细描述的一些实施例中，通过以二叉树方式将频谱细分为一定数量的层级，来执行频谱划分，其中选择层级的数量以确保在树的最低层级处的所有最小频谱块具有等于最小支持带宽的带宽。在每个层级处，使用希尔伯特变换将带宽划分为两个半部(halves)(正半部和负半部)。对于每个半部，执行下采样和旋转，并在每个层级处进行基于CP相关性的决策，以实现最大性能优势。

在下面参考图17详细描述的其它实施例中，响应于不能对样本中的无线信号的检测做出强决定而将样本分割成块，并且响应于确定不能在块中对无线信号的检测做出强决定来执行对任何块的进一步分割。如果z小于检测阈值δ，则确定不能对无线信号的检测做出强决定，其中对于CP累积缓冲区Bcorr(n)，z是等于的性能度量。

在下面参考图18详细描述的其它实施例中，响应于在样本中检测到无线信号，对样本进行分割以精确地定位无线信号的无线系统。还响应于在块中检测到无线信号来执行任何块的进一步分割。如果z大于检测阈值δ，则确定存在无线信号，其中对于CP累积缓冲区Bcorr(n)，z是等于

的性能度量。

参照图11，使用希尔伯特变换1100，通过将5MHz的UE带宽样本1102分割成两个相等的半部1104和1106来执行频谱划分。在该例子中，对于其它调制解调器，UE被配置有5MHz的5MHz的前端带宽，采用7.68MHz的采样速率和512的快速傅里叶变换大小NFFT。如上所述，可以预见的是，可以使用其它UE前端带宽。

参照图12，两个相等的半部1104和1106中的每一个可以通过下采样进行处理，以得到经下采样的半部1200和1202，并且可以对这些经下采样的半部1200和1202进行旋转以得到经下采样和旋转的半部1204和1206。例如，可以对这两个半部1104和1106下采样两倍，使得经下采样的信号的采样速率与3MHz的UE带宽匹配。此外，可以将经下采样的半部1200顺时针旋转1.125MHZ，或2.25/7.68的归一化频率。而且，可以将经下采样的半部1202逆时针旋转1.125MHz，或者2.25/7.68的归一化频率。这种处理使得经下采样和旋转的半部1204和1206适合于通过基于CP相关性的检测进行进一步处理。

参照图13，可以继续以二叉树方式执行UE带宽样本1102以及经下采样和旋转的半部1204和1206的分割和处理，以得到具有一定数量的层级的树，其中处于树的最低层级处的叶子1300、1302、1304和1306不能进行进一步分割，不产生带宽低于最小支持带宽的半部。对于5MHz的UE带宽，执行分割到最多三个层级就足够了，这是因为最小频谱块的带宽等于1.4MHz的最小支持LTE带宽。对于具有20MHz的前端带宽的UE，可以执行多达五个层级的分割。因此，该方法能够可靠地检测部署有任何支持带宽的目标LTE系统。

参照图14，可以以二叉树的方式来执行UE 20MHz带宽频谱样本1400的分割，使用希尔伯特变换1402、在每个层级之间的下采样和旋转处理1404和1406以得到经下采样和旋转的半部1408和1410。在该例子中，UE被配置为具有20MHz的前端带宽、30.72MHz的采样速率和2048的快速傅立叶变换大小NFFT。在这种情况下，可以执行多达五个层级的分割，以使得在频谱块的带宽等于1.4MHz的最小支持LTE带宽的情况下，得到树的叶子。

转到图15，四个CDF展现了由于频段分割而导致性能下降的可能性。沿纵坐标轴绘制CDF，沿横坐标绘制性能矩阵z。为了正确检测，检测阈值δ必须能够分离LTE和非LTE情况下的CDF。将不带LTE的CDF 1500与全频段的CDF 1502以及在层级二处的左半部和右半部的CDF 1504和1506一起绘制。全频段的CDF 1502与没有LTE的CDF 1500明显不同，而与全频段的CDF 1502相比，左半部和右半部的CDF 1504和1506的性能下降。这种性能下降是由于相关能量在两个半部之间的划分。因此，目前优选的是，在每个层级的每个频段或频段部分处执行基于CP相关性的检测。

转到图16，四个CDF展现了由于频段分割而提高性能的潜力。沿纵坐标轴绘制CDF，沿横坐标绘制性能矩阵z。为了正确检测，检测阈值δ必须能够分离LTE和非LTE情况下的CDF。将不带LTE的CDF 1600与全频段的CDF 1602、在层级二处的频段的右半部的CDF 1604和在层级二处的频段的左半部的CDF 1606一起绘制。全频段的CDF 1602与不带LTE的CDF1600呈现出明显的重叠，而在频段的左半部，可检测性得到了改善。与全频段的CDF 1600相比，频段的左半部的CDF 1606与不带LTE的CDF 1600充分分离。因此，由于分割，在频段的左半部中的检测概率提高了。相比而言，频段的右半部的CDF 1604与不带LTE的CDF 1600完全合并，从而最终识别频谱的空闲部分并减少EARFCN不确定性。

如以上关于图11-16详细描述的，所提出的二叉树方法对于FSCAN的两个方面都是有帮助的。例如，提高了检测概率。具体而言，当目标LTE系统带宽小于被配置为UE的调制解调器的最大支持带宽的UE前端带宽时，频谱分割能够提高检测概率。当UE仅捕获LTE系统的一部分时，也会发生检测增强。除了提高检测概率之外，频谱分割还可以减少EARFCN不确定性。具体而言，通过有效地拒绝频段的空闲部分，频段分割可以进一步缩小EARFCN搜索空间。如上所述，由于相关能量在频谱块之间的划分可能导致性能下降，因此建议在每个层级处执行基于CP相关性的检测。但是，这样做会增加计算复杂性。因此，为了降低复杂度，下面参考图17和图18描述了一些附加方法。根据UE要求，可以选择性地使用这些方法，以增强检测或减小EARFCN不确定性。

参照图17，仅当不能对正在考虑的相应频段部分1700中LTE信号的存在做出强决定时，才可以采用频段分割处理来增强检测。例如，频段部分1700可以是完整的UE前端带宽或者其经下采样和旋转的块。可以在频段部分1700上执行基于CP相关性的检测，并且在框1702处，基于所得的性能度量z是否大于或等于检测阈值δ来判断是否检测到强峰值。如果在框1702处检测到强峰值，则不需要针对该频段部分1700执行进一步的划分。但是，如果在框1702中未检测到强峰值，则可以对频段部分1700进行分割，并且对半部进行下采样和旋转以产生另外的频段部分1704和1706。然后，可以通过基于CP相关性的检测来评估这些另外的频段部分1704和1706，并且，如果它们仍然足够大以至于能够经受分割(而不产生尺寸太小的块)，则它们可以经受与频段部分1700相同的选择性频段分割过程。因此，可以针对窄LTE系统或部分LTE捕获的条件，来有选择地执行频段分割，从而在此类场景下提供增益(尤其是在低SNR条件下)。这种方法的目标是提高检测概率，这在低SNR条件下非常需要。

参照图18，可以采用频段分割过程来减小EARFCN不确定性，这在部分LTE信号也可被检测到的相对较高的SNR情形中可能是有帮助的。在该方法中，仅当可以对正在考虑的相应频段部分1700中LTE信号的存在性做出强决定时，才可以执行频段分割。例如，频段部分1800可以是完整的UE前端带宽或其经下采样和旋转的块。可以在频段部分1800上执行基于CP相关性的检测，并且在框1802处，基于所得的性能度量z是否小于检测阈值δ来判断是否未检测到强峰值。如果未检测到强峰值，则不对评估中的频段部分1800执行进一步的分割。但是，如果在框1802处检测到强峰值，则可以对频段部分1800进行分割，并且将这些半部进行下采样和旋转以产生另外的频段部分1804和1806。然后，可以通过基于CP相关性的检测来评估这些另外的频段部分1804和1806，并且，如果它们仍然足够大以至于能够经受分割(而不产生尺寸太小的块)，则它们可以经受与频段部分1800相同的选择性频段分割过程。用此方式，可以执行频段分割来精确地定位LTE系统，从而减少潜在的EARFCN。

参照图19，无线通信的方法包括：可以由执行初始频率扫描过程的UE、中继节点或另一无线通信设备来执行。从方框1900开始，该方法包括：由UE在初始小区搜索期间，在该UE的最大前端带宽上积累接收数据的样本。处理可以从框1900转到框1902。

在框1902处，UE可以将样本分割成较小的不重叠的频谱块。可以预见的是，框1902可以包括：将较小的不重叠的块中的至少一个块进一步分割成更小的不重叠的块。在一些实施方式中，框1902可以包括：以具有一定数量的层级的二叉树方式，来对频谱进行细分，其中，在这些层级中的每个层级处，将带宽划分为两个半部。还可以设想的是，可以通过执行希尔伯特变换来实现带宽的细分。另外，框1902可以包括：在这些层级中的每个层级处，对较小的不重叠的块中的每一个块执行CP相关性检测，和/或通过下采样并旋转所述两个半部中的至少一个半部，来处理所述两个半部中的所述至少一个半部。此外，框1902可以包括：选择层级的数量以确保最低层级处的所有最小频谱块具有等于最小支持带宽的相应带宽(例如，1.4MHz)。

作为替代方案或者除了以二叉树方式细分频谱之外，框1902可以包括：响应于不能对样本中的无线信号的检测做出强决定，而将样本分割成两个或更多较小的不重叠的块。在该实施方式中，框1902可以包括：响应于确定不能在较小的不重叠的块中的至少一个块中对无线信号的检测做出强决定，将较小的不重叠的块中的所述至少一个块进一步分割成更小的不重叠的块。可以预见的是，在框1902处确定不能对无线信号的检测做出强决定，可以对应于确定z小于检测阈值δ，其中对于循环前缀(CP)累积缓冲区Bcorr(n)，z是等于

的性能度量。

作为另一种替代方案或者除了以二叉树方式细分频谱之外，框1902可以包括：响应于在样本中检测到无线信号，而将样本分割成两个或更多较小的不重叠的块。在该实施方式中，框1902可以包括：响应于在较小的不重叠的块中的至少一个块中检测到无线信号，将较小的不重叠的块中的所述至少一个块进一步分割为更小的不重叠的块。可以设想的是，检测到无线信号的存在性可以对应于确定z大于检测阈值δ，其中对于循环前缀(CP)累积缓冲区Bcorr(n)，z是等于的性能度量。在该实施方式中，可以执行框1902以分割样本，以精确地定位无线信号的无线通信系统。处理可以从框1902转到框1904。

在框1904处，UE可以对较小的不重叠的块中的一个或更多块执行基于相关性的检测。对于涉及在框1902中以二叉树方式细分频谱的实施方式，框1904可以包括：在树的每一个层级处，对每一个频谱块执行基于相关性的检测。对于涉及在框1902处响应于确定不能对无线信号的检测做出强决定或者响应于检测到无线信号而将样本分割成块的那些实现方式，可以在框1902中使用在框1904中执行的基于相关性的检测结果来做出相应的决定。因此，可以预见的是，处理可以递归的方式返回到框1902，直到确定不再执行分割为止。处理可以从框1904转到框1906。

在框1906处，UE可以根据基于相关性的检测的结果，来检测无线通信系统。例如，UE可以选择呈现出最高性能度量z的块或带宽部分，并搜索该块的EARFCN以找到无线通信系统的真实EARFCN。在框1906之后，UE可以执行其它过程(诸如，对无线系统的同步和/或接入)，如本领域普通技术人员所显而易见的。

转到图20，如上所述，诸如UE 115(参见图2)之类的UE 2000可以具有控制器/处理器280、存储器282以及天线252a至252r。UE 2000还可以具有无线电装置2001a至2001r，无线电装置2001a至2001r包括上面也参考图2所描述的其它组件。UE 2000的存储器282存储有用于配置处理器/控制器280执行上面在图11-19中所描述的过程的算法。

如先前所描述的，由存储器282存储的算法将处理器/控制器280配置为执行与由UE 2000执行初始频率扫描有关的过程。例如，样本累积器2002将控制器/处理器280配置为执行操作，包括以先前描述的任何方式在UE前端带宽上在缓冲器中累积样本。另外，样本分割器2003将控制器/处理器280配置为执行操作，包括以先前描述的任何方式将样本分割成较小的不重叠的块。而且，基于相关性的检测器2004将控制器/处理器280配置为执行操作，包括以先前描述的任何方式对累积的样本和/或其部分执行基于相关性的检测。此外，无线系统检测器2005将控制器/处理器280配置为执行操作，包括以先前描述的任何方式而根据基于相关性的检测结果来检测无线系统。

本领域普通技术人员应当理解，信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任意一种来表示。例如，在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子或者其任意组合来表示。

本文所描述的功能框和模块(例如，图2和图11-20中的功能框和模块)可以包括处理器、电子设备、硬件设备、电子组件、逻辑电路、存储器、软件代码、固件代码等等或者其任意组合。

本领域普通技术人员还应当明白，结合本文所公开内容描述的各种示例性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地表示硬件和软件之间的这种可交换性，上面对各种示例性的组件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了总体描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开内容的保护范围。熟练的技术人员还应当容易认识到，本文所描述的组件、方法或相互作用的顺序或组合仅仅只是示例性的，可以以不同于本文所示出和描述的那些的方式，对本公开内容的各个方面的组件、方法或相互作用进行组合或执行。

被设计为执行本文所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意组合，可以用来实现或执行结合本文所公开内容描述的各种示例性的逻辑框、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，或者，该处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以实现为计算器件的组合，例如，DSP和微处理器的组合、若干微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种结构。

结合本文所公开内容描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质中。可以将一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使该处理器能够从该存储介质读取信息，并且可向该存储介质写入信息。在替代方案中，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。在替代方案中，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。

在一种或多种示例性设计方案中，本文所描述功能可以利用硬件、软件、固件或它们任意组合的方式来实现。当在软件中实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，包括有助于将计算机程序从一个地方传输到另一个地方的任何介质。计算机可读存储介质可以是通用或特定用途计算机能够存取的任何可用介质。举例而言，但非做出限制，这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码单元并能够由通用或特定用途计算机、或者通用或特定用途处理器进行存取的任何其它介质。此外，可以将连接适当地称为计算机可读介质。举例而言，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线或者数字用户线路(DSL)从网站、服务器或其它远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线或者DSL包括在所述介质的定义中。如本文所使用的，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字通用光盘(DVD)、硬盘、固态硬盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。

如本文(包括在权利要求书中)所使用的，当在两个或更多项的列表中使用术语“和/或”时，其意味着能够单独使用所列出的项中的任何一个，或者能够使用所列出的项中的两个或更多的任意组合。例如，如果将一个复合体描述成包含组件A、B和/或C，则该复合体能够只包含A；只包含B；只包含C；A和B的组合；A和C的组合；B和C的组合；或者A、B和C的组合。此外，如本文(包括在权利要求书中)所使用的，以“中的至少一个”为结束的列表项中所使用的“或”指示分离的列表，使得例如列表“A、B或C中的至少一个”意味着：A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即，A和B和C)，或者其任意组合中的任意一个。

为使本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本公开内容，上面围绕本公开内容进行了描述。对于本领域普通技术人员来说，对所公开内容的各种修改是显而易见的，并且，本文定义的总体原理也可以在不脱离本公开内容的精神或保护范围的基础上适用于其它变型。因此，本公开内容并不限于本申请所描述的示例和设计方案，而是与本文公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。