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检测影响通信用户设备的干扰传送器的方法、装置和用户设备以及具有该用户设备的系统

摘要

本发明涉及检测影响通信用户设备的干扰传送器的方法,其中所述通信用户设备UE适合于与具有多个用户设备UE和多个基本节点站BNS的蜂窝无线电网络RN的组件通信,并且其中该蜂窝无线电网络RN对于用户设备UE与蜂窝无线电网络RN的小区的同步提供同步信道SCH,该方法包括以下步骤:指示所述通信用户设备UE能够在基于蜂窝码分多址CDMA的无线电网络RN中通信;测试同步信道SCH的一致同步信号序列的匹配用于检测同步信道;检测指示接收的无线电信号强度的无偏宽带功率的功率指示符UTRA载波RSSI,并且将该功率指示符与噪声层阈值比较;并且其中在特定地每个由布尔值指示的情况下指示通信用户设备的干扰影响,保留通信指示;以及同步信道SCH的一致同步信号序列在测试中未被匹配,以及功率指示符超出噪声层阈值。

著录项

  • 公开/公告号CN103959661A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2014-07-30

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 金雅拓M2M有限责任公司;

    申请/专利号CN201280056550.4

  • 发明设计人 V.布罗伊尔;

    申请日2012-11-16

  • 分类号H04B1/7097(20060101);H04B1/7083(20060101);H04K3/00(20060101);

  • 代理机构72001 中国专利代理(香港)有限公司;

  • 代理人易皎鹤;徐红燕

  • 地址 德国慕尼黑

  • 入库时间 2023-12-17 00:55:30

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2023-06-13

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):H04B 1/7097 专利号:ZL2012800565504 变更事项:专利权人 变更前:泰雷兹数字安全德国有限公司 变更后:泰利特辛特里恩德国有限公司 变更事项:地址 变更前:德国慕尼黑 变更后:德国慕尼黑

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2022-05-10

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):H04B 1/7097 专利号:ZL2012800565504 变更事项:专利权人 变更前:金雅拓M2M有限责任公司 变更后:泰雷兹数字安全德国有限公司 变更事项:地址 变更前:德国慕尼黑 变更后:德国慕尼黑

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2016-03-23

    授权

    授权

  • 2014-08-27

    实质审查的生效 IPC(主分类):H04B1/7097 申请日:20121116

    实质审查的生效

  • 2014-07-30

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的序言的影响通信用户设备的干扰传送器的方法。本发明还涉及配置成执行所述方法的装置和具有用户设备的该装置的系统,其具有到用户设备的接口和具有配置成执行所述方法的应用。 

背景技术

多年来已知的当代蜂窝无线电网络现在同时基于不同的技术。最广覆盖仍由全局系统持有用于根据所谓的GSM标准的移动通信。这样的蜂窝网络中的用户设备可以自由移动并且可切换到GSM网络的各种小区,如例如在GSM标准规范3GPP ETSI TS 51.010或类似物中描述的。

当代无线电网络基于蜂窝码分多址CDMA,如例如在通用移动电信系统UMTS中实现的。实现这些标准的网络对于像拍摄装置系统或类似物的安全应用日益重要。

大体上,无线电网络中的用户设备可以受到被干扰传送器影响-干扰在该上下文中大体上指由防止用户设备从它的基站接收信号的仪器执行。在使用中,干扰机主要通过在高功率水平处干扰用户设备的通信频率的宽频率而有效地停用蜂窝电话。而一些干扰机应用意在例如在由于静默条件而禁止电话呼叫的地方是合法的。在误用期间应用其他干扰机例如来中断用户设备或类似物的安全应用。干扰机可用于干扰GSM并且还干扰UMTS频率。然而,干扰检测和预防技术方案到目前为止基本上已知为仅针对GSM干扰机。在该方面,应该认识到抗干扰技术方案的主要目的无疑是检测干扰攻击;然而,预防此也是可取的。

在WO2005/112321中描述用于GSM移动电信网络中干扰检测的方法,其包括以下步骤:向移动电信网络注册的用户设备处,a)在移动电信网络的运行频带内测量用户设备与基站之间的多个通信信道中的至少一个中的信号功率水平;b)检查所述至少一个通信信道中的信号功率水平是否大于阈值MNPL,并且如果是这样的话则试图对由基站在所述通信信道中传播的基站身份代码BSIC解码;c)对于某些数量的信道重复步骤a)和b);d)如果无法对所述数量的DCMN信道解码所述BSIC,将干扰状况报告JDR消息用信号传递到基站。该方法经受干扰状况报告JDR消息到基站的信号传递通常由于干扰条件而不可能这一事实;从而干扰状况仍未被解决。

抗干扰技术方案从WO 2007/019814已知,然而其也受制于GSM标准。在其中描述用于检测影响通信终端的干扰传送器的方法,其中接收无线电信道信号水平在信令信道上以定期间隔评估。在通信终端检测超出信令信道中的预定义阈值的无线电信道信号水平但却不能对消息的消息内容解码的情况下,则该状态解释为干扰状态并且发出警报信号。与该GSM抗干扰技术方案有关的问题是它以信令信道中的预定义阈值和消息内容的接收为基础。这些特征对于GSM技术略微是特定的,然而,不太适合UMTS技术。更特定地,结果是在基于蜂窝码分多址的无线电网络的框架中的抗干扰技术方案要求要高得多。处理用户设备的通信频带中的扰乱的状态差不多是基于蜂窝码分多址的无线电网络内的用户设备的通常运行状态。特别地,只要可以对信号解码,小区内和小区间干扰在基于CDMA的无线电网络中大体上被接受。从而,运行状态由于基于CDMA的技术而自然被永久扰乱。

特定原因如下。通信用户设备UE和许多基本节点站BNS是基于CDMA的无线电网络的基本组件。无线电网络RN可采用频分双工FDD或也采用时分双工TDD模式工作。一旦在通信用户设备与服务基本节点站sBNS之间提供服务小区覆盖区域中的通信链路,通信信号单元SU与服务基本节点站的服务小区覆盖区域CA中的伪噪声扩展码SC相关并且作为伪噪声芯片CHI在多个共享通信频道中传送。从而,通信频道中多个基本节点站和用户设备的干扰在频谱上定位在通信频带的上限频率与下限频率之间。因此,多个共享通信频道中的宽带“干扰类似物”干扰无法被视为非常事件而相反视为通常运行状态的部分。每当所述频带中用户的数量改变时,也可出现这样的情形。当用户设备具有到基本节点站的相对大或相对小的距离时,也可出现相似的情形。当用户设备在两个基本节点站附近时也可出现相似的情形,特别地反过来当两个用户设备属于基于CDMA的无线电网络的相同或相邻小区时也一样。总而言之,要成功在基于CDMA的无线电网络中实现的抗干扰技术方案更复杂。

在WO 00/62437中提供用于提高基于CDMA的通信网络中的干扰机检测灵敏度的概念,其中频谱分析数据用于识别具有功率谱密度特性的干扰信号,其能与无线系统的频带中的合法订户传送中的那些区分开。通过使用定位在干扰传送器附近的若干基站,并且通过比较在那些基站处接收的功率谱密度,估计干扰传送器的位点。另外,这样的频谱分析数据用于检测异常接收频谱特性,其可指示硬件故障或失效。频谱分析对于具有近似1.25MHz的CDMA信号带宽C使用现实输入数据FFT和复杂输入数据FFT的模型并且基于干扰机检测阈值将相对于“噪声层”来设置这一假设,并且可以推断干扰机检测阈值对于两个情况的FTT将是相同的。(带内)功率谱密度P对于任一个技术将是相同的,其中功率谱密度等于P/C。但因为干扰机功率在I和Q分支之间均等地划分,干扰机功率对于现实输入数据FFT将比在复杂输入数据FFT的情况下的少3dB。

然而,大体上并且与上文提到的WO2007/019814和WO2005/112321的GSM技术方案相比,对于用户设备的特定信令信道的信号水平的预定义阈值本质上无法被限定。信道和/或信号水平根据网络的周围环境而持续改变。消息内容如此也无法被接收除非由通信用户设备接收伪噪声扩展码。因此,在没有伪噪声扩展码的情况下,传送或消息的内容都是不可能的,除非-伪噪声扩展码为用户设备所知。

在章节4.2.2.1中在3GPP TS 25.133中,描述服务小区的小区选择标准S的测量和评估,其中用户设备应测量服务小区的CPICH Ec/Io和CPICH RSCP水平并且评估在3GPP TS 25.304中限定的小区选择标准S(“处于闲置模式的UE规程和对于处于连接模式的小区重选的规程”)。在某一时期后,用户设备视为“不在服务区”并且应根据3GPP TS 25.331(“RRC协议规范”)执行动作。在用户设备转变到另一个小区时并且如果用户设备无法找到合适的UTRA小区,则它视为“不在服务区”并且应根据3GPP TS 25.331执行动作。从而,原则上,如果未找到根据它的功率水平的合适小区,用户设备应视为停止服务。该规程需要测量一个或多个功率水平。

尽管干扰检测概念可以有利地也基于识别消息内容或基于测量功率水平,具有较少依赖于信号强度或功率的精密测量并且从而更可靠的抗干扰概念,这主要是可取的。特别地,在基于CDMA的无线电网络中,当功率水平的比较被取为用于干扰检测的基础时必须考虑解码和解扩规程并且其可以被避免。

发明内容

这是本发明所涉及的地方,其的目标是提供用于检测影响通信用户设备的干扰传送器的有效且可靠的方法和装置,其中该通信用户设备和多个基本节点站适合于成为基于蜂窝码分多址的无线电网络(像例如频分双工或时分双工模式无线电网络)的组件。本发明的再另一个目标是以还允许在宽频范围上检测干扰传送器的更详尽的抗干扰概念来提供这样的方法和装置。特别地,本发明的目标是提供用于检测影响通信用户设备的干扰传送器然而同时较少依赖于如此精密的信号强度或功率测量的有效且可靠的方法和装置。

关于方法,目标由如在权利要求1中要求保护的本发明的方法实现。

关于装置,目标通过如在权利要求16中要求保护的用户设备的特定优选开发而实现。检测装置具有功率指示符检测单元、对于同步信道SCH的一致同步信号序列的匹配滤波器和用于设置通信指示符的设置单元。

关于装置,目标通过如在权利要求17中要求保护的系统的特定优选开发而实现。在其中通信用户设备UE适合于与蜂窝无线电网络RN(其具有多个用户设备UE和多个基本节点站BNS)的组件通信,并且其中该蜂窝无线电网络RN对用户设备UE与蜂窝无线电网络RN的小区的同步提供同步信道SCH,并且其中在用户设备的邻域或部分中提供检测装置。

优选地,所述通信用户设备UE和多个基本节点站BNS是基于蜂窝码分多址CDMA的无线电网络RN的组件,特别地采用频分双工FDD或时分双工TDD模式,其中伪噪声扩展码SC用于扩展通信信号单元SU并且用户设备UE与蜂窝无线电网络(RN)的小区的同步在小区搜索期间从同步信道确定,该同步适合于指示(特别对于应用层)干扰传送器正影响通信用户设备。

如上文概述的方法和其开发的配置可由具有任何优选种类的数字电路实现,由此可获得与数字电路关联的优势。特别地,方法的一个或多个方法步骤或特征可以由一个或多个工具实现用于在功能上执行方法步骤。单个处理器或其他单元可满足在权利要求中列举的若干工具的功能-这特别地适用于根据本发明的概念的用户设备。

本发明从考虑用户设备本质上和在没有另外的度量的情况下无法区分正常模式频率扰乱(由于源于CDMA系统的干扰而引起,如在背景中在一方面概述的)和失去服务可用性(由于外部扰乱因素而引起,这些外部扰乱因素在特定情形下通常无法被固定)开始。基本上,为了检测影响通信用户设备的干扰传送器然而同时较少依赖于信号强度或功率的精密测量或比较,本发明提供然而用于主动且可靠地检测干扰情形的备选概念。

根据本发明,方法包括以下步骤:

-指示通信用户设备UE能够凭借通信指示符而在基于蜂窝码分多址接入CDMA的无线电网络RN中通信;

-测试同步信道SCH的一致同步信号序列的匹配用于检测同步信道;

-检测指示接收的无线电信号强度的无偏宽带功率的功率指示符(UTRA载波RSSI),并且将该功率指示符与噪声层阈值比较。

从而,可由信号强度或功率测量产生的不确定性-除建议的接收无线电信号强度的无偏宽带功率的相当简单指示和将功率指示符与噪声层阈值比较外-在本发明的备选概念中被省略。

本发明进一步认识到关于干扰情形的布尔语句(即YES-或NO语句)可以基于同步信道的可检测性。在蜂窝无线电网络中,确定用户设备与蜂窝无线电网络的小区的同步,其中蜂窝无线电网络RN为用户设备UE与蜂窝无线电网络RN的小区的同步提供同步信道SCH。在小区搜索中(例如,在对于同步信道的搜索中),基本前提之一是-通常-同步信道以足够的信号强度从基本节点站(即,在下行链路中)传送,即使得能可靠地检测同步信道。甚至在相当强的多路径环境中通常也是这样的。原因基本上是要在可以识别伪噪声扩展码之前很好地检测同步信道。也就是说,同步信道的可检测性是用于识别伪噪声扩展码的前提。本发明建议测试同步信道SCH的一致同步信号序列的匹配用于检测同步信道。从而,同步信道无法被接收的证实足以指示干扰传送器正影响通信用户设备。一旦可以假设通信用户设备UE能够在基于蜂窝码分多址CDMA的无线电网络RN中通信,概念基于原则上同步信道总是可以被确定(即,原则上接收足够的能量来确定同步信道)这一事实;本发明基于对应的指示。

因此,当用户设备在预占小区时受到干扰的时候,用户设备将不再能对伪噪声扩展码解码。预占意指用户设备已经完成小区选择/重选过程并且已经选择它计划从其接收所有可用服务的小区;即,伪噪声扩展码已经被解码。然而,因为用户设备将仍确定小区中的一些能量或功率(即干扰功率),根据蜂窝无线电网络的种类,用户设备将尝试通常在公共导频信道CPCH中或该小区的任何其他公共信道中接收伪噪声扩展码。从而,用户设备将发起小区选择,其中用户设备搜索小区以便确定伪噪声扩展码(也称为下行链路扩展码)和该小区的公共信道时帧同步。然而,根据本发明的认识,至少最大路径同步信道应能被检测。由匹配的滤波器对主同步信道PSCH的初始同步和检测的例示化检测可以如描述的那样找到,例如依据3GPP TS 25.214附件C(信息型的)。根据本发明,在同步信道无法在该情形中接收时,可以推断干扰情形已经在同步的早期影响用户设备。

本发明建议在以下情况下指示通信用户设备的干扰影响:

-设置通信指示符;以及

-同步信道SCH的一致同步信号序列在测试中未被匹配,以及

-功率指示符超出噪声层阈值。

在备选方案中,在检测到同步信道SCH的情况下,用户设备UE与蜂窝无线电网络RN的小区同步。

优选地,干扰影响条件中的每个由布尔值指示。本发明的概念因为它基于同步信道的可检测性的布尔语句以及通信能力的指示而有利地简单。功率水平的精密比较被避免;本发明使用简单的噪声层阈值测试,其必须相当广泛地理解为完全能检测信号的任何检查。例如,在第一时间期中也可以执行步骤:

-检测第一功率指示符(UTRA载波RSSI),其指示接收的无线电信号强度的无偏宽带功率;以及

-在第二时间期中可以执行步骤:

-检测第二功率指示符(UTRA载波RSSI),其指示接收的无线电信号强度的无偏宽带功率并且其中将该第二功率指示符与第一功率指示符比较,以及

-进一步在以下情况下指示通信用户设备的干扰影响:第二功率指示符超出第一功率指示符。

在特定的优选开发中,确定功率指示符,其指示通信用户设备的天线的射频带宽中的接收无线电信号强度。有利地,在证实指示接收信号强度的功率超出噪声水平的情况下,在上文提到的同步信道也无法被接收时,可以证实干扰传送器影响通信用户设备。功率指示符指示接收的无线电信号强度超出噪声水平的额外状况确保用户设备确实能够接收功率。从而,尽管本发明的概念与检测功率指示符无关;然而,至少确保完全可以测量功率,这是有利的。同样有利地,开发避免对不同时间点的功率水平的比较。

本发明的这些和其他开发的配置进一步在从属的权利要求中概述。由此,提到的提议概念的优势甚至改进更多。

优选地,在通信用户设备UE能够在蜂窝无线电网络RN而不是基于蜂窝码分多址CDMA的无线电网络RN(特别地GSM网络)中通信的情况下,通信用户设备的干扰影响的指示被抑制。由此有利地排除此:同步信道SCH的一致同步序列仅仅因为用户设备在另一个网络中连接而在测试中未被匹配;从而该种类的开发方法更可靠。

同步信道SCH是用于识别无线电帧开始的主同步信道P-SCH,特别地其中对该主同步信道P-SCH的一致同步信号序列提供一个匹配滤波器。

同步信道SCH是用于识别无线电帧的时隙开始的次同步信道S-SCH,特别地其中对次同步信道S-SCH的无线电帧的时隙的一致同步信号序列提供许多(特别地,十五个)匹配滤波器中的每个。

大体上,通信指示意在确保用户设备完全处于检测基于CDMA的网络的情形中;本发明的概念的开发可依靠多种指示。优选地,通信指示可以是用户限定的,特定地在设置规程中。这可有利于用户设备的固定版本并且可以避免进一步的比较步骤;从而可以基于用户的布尔绝对设置。

备选地,通信指示可以被自动限定-例如,用户设备或应用层-特别是定期地。这可有利于用户设备的移动版本;优选地,该开发可依靠进一步的关系来补偿移动用户设备的位点改变。例如,通信指示包括优选地指示UE处于基于CDMA的无线电网络覆盖区域中。

“相对”通信指示是特别优选的,其包括用户设备在较早的时间点已经预占基于CDMA的无线电网络。

优选地,在第一时间期,特别地在启动阶段期间,执行步骤:

-在小区搜索期间通过匹配一致同步序列来检测用于用户设备UE与蜂窝无线电网络RN的小区的匹配的同步信道SCH,

-接收伪噪声扩展码SC,用于扩展通信信号单元(SU),

-特别地,在基于蜂窝码分多址CDMA的无线电网络RN中通信。

特别优选地,蜂窝无线电网络RN是基于蜂窝码分多址CDMA的无线电网络RN,其适合于在通信用户设备UE与服务基本节点站sBNS之间传送信号(特别地采用频分双工FDD或时分双工TDD模式),其包括多个通信信号单元SU,其中:

通信信号单元SU与服务基本节点站sBNS的服务小区覆盖区域CA中的伪噪声扩展码SC相关并且作为伪噪声芯片CHI在光谱上定位在通信频带FB I-XIX的上限频率与下限频率之间的多个共享通信频道中传送,并且其中:

伪噪声扩展码SC是下行链路扩展码并且在小区搜索期间从同步信道确定用户设备UE与服务小区的同步。

优选地,在通信链路中,伪噪声扩展码SC作为服务伪噪声扩展码sSC由通信用户设备UE在服务下行链路信道sCPICH中从所述服务基本节点站BNS在接收。

在特定的优选开发中,指示通信用户设备UE能够在基于蜂窝码分多址接入CDMA的无线电网络RN中通信包括以下中的一个或多个:

-指示同步信道SCH已经被检测,

-指示伪噪声扩展码SC已经被接收,

-指示已经执行通信。

优选地,在第二稍后时间期中,执行步骤:

-测试同步信道SCH的一致同步信号序列的匹配用于检测同步信道;

-检测指示接收的无线电信号强度的无偏宽带功率的功率指示符(UTRA载波RSSI),并且将该功率指示符与噪声层阈值比较。

“相对”通信指示从而可以容易地在运行用户设备的通常堆栈过程中实现。

优选地,通信指示包括许多UTRA载波频率,特别地包括指示对于许多UTRA载波频率中的每个的同步信道SCH的一致同步信号序列。大体上,接收的无线电信道强度可以是在光谱上定位在通信频带的上限频率与下限频率之间的通信频道的信号强度,即指示为FB I至FB XIX的频带;如在标准中概述的具有UTRAFCN(通用陆地无线电网络频道号)的频带。从而,本概念可以通过对如在UTRAFCN列表中列出的频带或信道中的一个执行而改进。测试同步信道SCH的一致同步信号序列的匹配用于检测同步信道,这可以对这些通信频带中的任一个(特别地,全部)执行。优选地,测试一致同步信号序列的匹配对每5MHz频带或至少一个尖锐5MHz频带进行,优选地也对相邻频带进行。优选地,测试一致同步信号序列的匹配在频带2110-2170MHz(在其中包括十二个12 UMTS微带)中进行。特别地,在证实功率指示符指示接收的无线电信号强度超出该通信频带和/或频带中的噪声水平(特别地超出最大水平(最大路径))并且无法对该通信频道和/或频带接收同步信道SCH的情况下,则这指示干扰传送器正影响该通信频道和/或频带中的通信用户设备。

优选地,测试包括对于无线电帧序列的预定数量的匹配尝试并且其中当匹配尝试的相干覆盖未被匹配时一致同步序列在测试中未被匹配。匹配尝试的数量优选地大于一但优选地也局限于小于十,优选地小于五;三个匹配尝试是有利的。原因是在同步规程中频率还未被锁定并且还可由于用户设备与基本节点站之间的多普勒效应而改变;从而如果数量太大的话,这还可求出匹配尝试的相干平均的平均数。优选地,当在无法反复检测三个同步信道峰(特别地无法反复从主同步信道P-SCH检测)的情况下无法接收同步信道SCH时,同步信道SCH的一致同步序列在测试中未被匹配。同步信道峰优选地每个具有2560个芯片+/-0.5个芯片的距离。

在特定的优选开发中,可以证实功率指示符指示对于该通信频道中最强路径(最大路径)的接收无线电信号强度。这因此符合本发明的概念,其中假设至少最大路径同步信号应能在基本节点站的覆盖区域中检测。最大路径信号的可用性被识别,特别地通过检查SCH-Ec/Io参数,并且用于检测同步信道的同步信道SCH的一致同步信号序列的匹配优选地用最大路径同步信号序列来测试。

功率指示符大体上可以是任何RSCP参数(接收的单码功率参数)但优选地是像RTWP的宽带功率。大体上,功率参数也可以由任何其他参数(像例如绝对指示符(dBm)或相对功率指示符Ec/Io)形成。例如,功率指示符RSSI适合于同步信道SCH_Ec、SCH_Ec/Io,特别地适合于最大功率同步信道SCH_maxpath。

在特定的优选开发中,本发明的概念被许可来指示信道特定和/或频带特定的干扰情形。从而,在证实功率指示符指示接收的无线电信号强度超出该通信频道和/或频带中的噪声水平并且另外无法对该通信频道和/或在该通信频带中接收同步信道的情况下,可以指示干扰传送器正影响该通信频道和/或通信频带中的通信用户设备。

然而,证实无法从服务基本节点站中的任一个接收同步信道,这是有利的。这确保识别干扰情形,其中宽带干扰机影响用户设备。

在特定的优选开发中,选择的频带或信道由另一个移动标准(像国外角度的GSM或类似物)产生,这被排除。在该情况下,指示干扰传送器在同步信道无法对通信频道和/或在通信频带中接收的情况下影响通信用户设备是优选的,其中同步信道已经在对于该通信频道和/或在通信频带中的证实步骤之前被接收。

功率指示符视为对于功率有意义的任何指示符。这当然包括物理可测量功率量本身,但还包括任何其他值,其用来定量地指示功率量。特别地,指示符不一定需要具有功率的公制单位,而可以是无量纲量,特别地是比率或对数或比特值或其他值,其适合于定量描述物理功率量。

特别地,功率的含义被广泛地理解并且还包括能量的含义。功率的优选理解是根据标准的功率谱密度PSD,而功率谱密度PSD的单位广泛地在该申请中使用并且在该申请中具有更广泛的使用。大体上,PSD是功率vs.频率的函数并且当跨给定带宽(例如像信道)整合时;函数代表这样的带宽中的平均功率。当平均功率归一化到(除以)芯片速率时,它代表每芯片的平均能量。根据标准的一些信号直接从每芯片能量、DPCH_Ec、Ec、OCNS_Ec和S-CCPCH_Ec方面限定并且其他从PSD(lo、loc、lor和                                                )方面限定。还存在这样的量,其是每芯片能量与PSD的比率(DPCH_Ec/lor、Ec/lor等)。这是使通信系统中的功率和能量或类似幅值相关的常见做法。然而可以看到如果比率中的两个能量幅值都除以时间,比率从能量比率转换成功率比率,其从测量的角度来看更有用。由此得出具有X dBm/3.84MHz的每芯片能量可以表达为具有X dBm的每芯片平均功率。相似地,具有Y dBm/3.84MHz的信号PSD可以表达为具有Y dBm的信号功率。

特别地,可以对与用户设备接口的评估单元的应用层给出干扰指示。凭借该评估单元,可提供能区分干扰情形与停止服务情形的信息。该类信息可以对用户显示。用户可以是人或自动环境(像警报或监管环境),特别地在移动实体中例如像汽车。从而,例如可以警告驾驶汽车的人在某一位点处用户设备不能实现警报或监管功能,这可由于干扰情形引起或可由于停止服务情形引起。作为跟进,到自动或个性化外围的信息凭借评估单元可以用于提供另外的度量,其适合于失去服务可用性种类。例如,可以启用其他警报或监管功能。例如,情形可以用于通过切断未在停止服务情形中使用的过程而节省能量。

为了更完整地理解本发明,现在将参考附图详细描述本发明。该详细描述将图示并且描述被视为本发明的优选实施例的事物。当然应理解可以容易进行形式或细节上的各种修改和改变而不偏离本发明的精神。因此规定本发明可不限于本文示出且描述的确切形式和细节,也不限于比本文公开和如在下文要求保护的本发明的整体要少的任何事物。此外,在公开本发明的描述、图和权利要求中描述的特征可单独或组合地认为是本发明必不可少的。特别地,权利要求中的任何参考符号不应解释为限制本发明的范围。单词“包括”不排除其他元素或步骤。单词“一(a)”或“一(an)”确实排除多个。

附图说明

在图中:

图1示出基于CDMA的无线电网络的结构的简化象征图形;

图2A是图示伪噪声扩展码SC与通信信号单元SU相关来以在多个共享通信频道中提供伪噪声芯片CHI的图形;

图2B是将取自TS25.213章节5.1.5的下行链路物理信道组合的图形图示;

图2C是取自TS25.211章节5.3.3.5的同步信道的结构的图形图示;

图3A、3B示出方法的优选实施例的一般(A)和特定(B)流程图;

图4示出适合于执行检测干扰传送器(其影响如在图1中示出的通信用户设备)的方法的用户设备的优选实施例。

具体实施方式

图1原则上示出基于蜂窝码分多址CDMA的无线电网络RN。该无线电网络RN允许有若干传送器-这里称为用户设备UE-以通过单个通信信道同时发送信息。这允许若干用户设备UE共享具有不同频率的带宽。基于CDMA的网络可以采用扩展频谱技术和特殊编码方案-例如频分双工FDD或时分双工TDD模式可以允许多个用户通过相同的物理信道被复用。扩展频谱信令比传送的数据具有高得多的数据带宽。基于CDMA的无线电网络RN提供至少一个基本节点站的集-这里例如是服务基本节点站sBNS和另外的基本节点站BNS,其在用户设备UE附近。例如,sBNS#1的服务小区#1覆盖区域CA1中的通信链路1在通信用户设备#1与分配的服务基本节点站sBNS#1之间提供。因为用户设备UE#1也在基本节点站BNS#2的小区覆盖区域CA2中,基本节点站BNS#2和服务基本节点站sBNS#1形成活跃的基本节点站集,其都在用户设备UE#1附近。在本实施例中,sBNS#1具有最强通信链路1。

通信链路1适合于在通信用户设备UE#1与服务基本节点站sBNS#1之间传送信号,其包括多个通信信号单元SU。如在图2A中例示化的,通信信号单元SU形成扩展码操作的输入,其中信号单元SU与服务基本节点站sBNS#1的服务小区覆盖区域CA1中的伪噪声扩展码sSC相关。扩展码操作的输出信号是由凭借服务扩展码sSC来操纵原始信号单元SU的扩展加密形成的所谓的伪噪声芯片CHI。这可以通过如原则上在本领域内已知的加法或乘法扩展操作来执行。

因此,伪噪声芯片CHI在多个共享通信频率信道中传送(如在图1的通信链路1中指示的)并且可以仅在服务伪噪声扩展码sSC为用户设备UE#1所知时被用户设备UE#1传送或接收。一旦已知扩展码SC(即,伪噪声扩展码),信号单元可以由用户设备UE#1接收或传送。

伪噪声扩展码SC由通信用户设备UE#1作为服务伪噪声扩展码sSC(如在图1中示出的)在所谓的服务下行链路信道sCPICH中接收。CPICH包含20个数据位,其全都是零或在采用空时传送分集的情况下对于在sBNS第二天线上的传送是交替一和零的模式。基本节点站的第一天线总是对CPICH发送全部的零。CPICH下行链路信道具有恒定功率并且具有已知的位序列。它的功率通常在总BNS传送功率的5%与15%之间。常见CPICH功率是具有43dBm的典型总传送功率的10%。CPICH可以用于测量信号质量。

如在小区搜索期间在3GPP ETSI TS 25.214中概述的,用户设备UE搜索小区并且确定该小区的下行链路扩展码和帧同步。小区搜索典型地采用三个步骤来实施:

步骤1:时隙同步

在小区搜索规程的第一步骤期间,UE使用SCH的主同步码来获取与小区的时隙同步。这典型地用与主同步码(其对于所有小区是共同的)匹配的单个匹配滤波器(或任何相似的装置)来进行。小区的时隙时序可以通过检查匹配滤波器输出中的峰而获得。

步骤2:帧同步和码组识别

在小区搜索规程的第二步骤期间,UE使用SCH的次同步码来找到帧同步并且识别在第一步骤中找到的小区的码组。这通过使接收的信号与所有可能的次同步码序列相关并且识别最大相关值而进行。因为序列的循环移位是唯一的,确定码组以及帧同步。

步骤3:扩展码识别

在小区搜索规程的第三且最后的步骤期间,UE确定由找到的小区使用的确切主扩展码。主扩展码典型地通过在CPICH上与在第二步骤中识别的码组内的所有码的逐符号相关而识别。在已经识别主扩展码后,可以检测主CCPCH。并且可以读取系统和小区特定BCH信息。

如果用户设备UE已经接收关于要搜索哪个扩展码的信息,上文的步骤2和3可以简化。P-SCH和S-SCH可以并行使用。图2B图示不同的下行链路信道如何组合。每个复值扩展信道可通过加权因子Gi而独立加权。复值P-SCH和S-SCH(如在图2C中描述的)可通过加权因子Gp和Gs而独立加权。所有下行链路物理信道然后应使用复杂加法而组合。P-SCH被解密并且在时隙开始时被发送。

图2C图示SCH无线电帧的结构,即同步信道SCH是用于小区搜索的下行链路信号。SCH由两个子信道(主和次SCH)组成。主和次SCH的10ms无线电帧划分成15个时隙,每个具有长度2560个芯片。主SCH由具有长度256个芯片的调制码组成,主同步码PSC每个时隙传送一次。PSC对于系统中的每个小区是相同的。次SCH由反复传送具有长度256个芯片的长度15的调制码(次同步码SSC)序列组成,其与主SCH并行传送。SSC具有i=0、1、…63个数量的扩展码组,和k=0、1、…14个时隙数。每个SSC从具有长度256的16个不同代码集选择。次SCH上的该序列指示小区的下行链路扩展码属于码组中的哪个。

大体上,当采用小区搜索方式提供用户设备时,用户设备从同步信道确定伪噪声扩展码SC和同步,特别地从该小区的主同步信道确定时隙同步。同步信道SCH无法在三个同步信道峰无法被反复检测的情况下接收,特别地无法反复从主同步信道(P-SCH)检测,特别地其中同步信道峰每个具有2560个芯片+/-0.5个芯片的距离。原因是在FDD帧结构中,在P-SCH中开始的下一个时隙在2560个芯片远处。关于S-SCH,存在12个次序列。每连续的三个S-SCH序列在FDD结构中是唯一的并且导致64码组中的确切一个。每个码组包括帧的所有时隙中从1到15的连续S-SCH序列。因此,帧的开始如例如在TS 25.213的表4中示出的那样已知。

从而UE搜索CDMA节点B以及识别64个码组中的哪一个被小区使用,这将首先分别使用主和次同步信道P-SCH和S-SCH来确定候选P-CCPCH的时隙和帧时序(无论STTD是否在使用中)。关键这允许UE使用于P-CPICH的可能主扩展码集从512个选择减少到仅8个。此时,正确的PSC可以通过使用匹配滤波器来确定,该匹配滤波器配置有固定的信道化码Cch,256,O,其寻找已知的CPICH位序列同时依次尝试可能的8个PSC中的每个。可以比较匹配滤波器的每个运行的结果,正确的PSC被最大相关结果所识别。示例在TS 25.214章节5.5中给出。一旦已知对于CPICH的扩展码,信道可以用于测量信号质量(通常用RSCP),并且Ec/IO as as将在下文示出。还可以进行时序和相位估计,从而提供有助于在对来自相同节点B的其他信道解码时提高可靠性的参考。

在本实施例中,干扰机通过干扰如定位在通信频带中的多个共享通信频道而影响用户设备UE#1。已知频带FBI至FBIXX,每个具有近似60MHz的带宽。每个频带包括若干通信频道,每个具有5MHz的带宽。对于每个频道,因此可以基于174 dBm/Hz的相对噪声限定110 dBm的噪声层。

在UMTS蜂窝通信系统中,接收的信号码功率RSCP指示由特定物理通信信道上的接收器测量的功率。它在下行链路功率控制中用作信号强度的指示符、用作切换标准,并且用于计算路径损耗。在CDMA系统中,物理信道对应于特定扩展码,因此是相同的。

尽管RSCP大体上可以对于任何CDMA系统限定,它更特定地在UMTS中使用。尽管RSCP原则上也可以在下行链路上以及在上行链路上测量,它仅对于下行链路限定并且从而假定为由UE测量并且报告给节点B。

超出干扰区域用户设备UE#10的主要组成功率是具有相当少的量的CPICH功率、专用于用户设备的大量信号码功率和共享信号功率的主要部分的累积主要组成。后者由通信频道中相同的5MHz带宽中的若干用户设备使用。然而,可以根据由服务基本节点站以及还由另外的基本节点站向用户设备中的每个提供的伪噪声扩展码来对每个用户设备检索信息。

一旦用户设备的数量在服务基本节点站1的覆盖区域CA1中改变,共享信号功率可相当经常地变化。然而,因为服务伪噪声扩展码SSC可用于用户设备UE#10(甚至在共享信号功率变化时也如此),用户设备UE#10可以保持到服务基本节点站sBNS#1的通信链路。然而对此的原因是甚至在共享信号功率变化时,CPICH功率可以由用户设备UE#10检测。CPICH功率通常定位在主要组成功率的上限水平以下的不超过24 dBm处。从而,由于瞬间具有24dBm的扩展码增益值,CPICH功率和伪噪声扩展码SC可以由用户设备UE#10在正常操作期间检测。

在服务基本节点站sBNS#1与用户设备UE#10之间的距离被削减了像例如sBNS#1与UE10之间的距离的情况下,小区选择标准功率参数Ec/Io比率-在指示为CPICH Ec/Io的标准以及接收的信号码功率CPICH RSCP中将增加-从而整体上信号质量将增加。然而,在UE#10与sBNS#1之间的距离扩大的情况下-例如通过移到UE#20-sBNS#1的偏置参数Ec/Io(即比率CPICH Ec/Io)和接收的信号码功率CPICH RSCP将减小,而相反BNS#2中的那些将增加。从而,在该情形下,软切换可在sBNS#1与BNS#2之间通过使UE#10移到UE#20而出现。该情形例如在3GPP TS 25.133中描述。

与通信频道中的那些正常运行干扰截然不同的是在图1中示出的由于干扰机J的存在而引起的情形。该存在导致用户设备UE#1接收的主要组成功率。除CPICH功率、专用信号码和共享信号功率外,图2B的主要组成功率顶部上的大堆干扰功率由UE#1检测。CPICH功率因此不再在扩展码增益中并且因此无法再被检测。该情形要与如在TS 25.133章节4.2.2.1中描述的超出范围情形区分开。即,在目前描述的图1的情形中,偏置参数不能被检测,而无偏参数增加。该增加由于干扰机J的干扰功率而引起。在“不在服务区”情形中,无偏参数减小的时候偏置参数也减小。

原则上,当在通信用户设备UE#1天线连接器处的通信用户设备接收器的带宽内的无偏接收宽带功率也被测量时,该情形可以用于检测影响用户设备UE#1的干扰传送器。在证实偏置参数-即Ec/Io和RSCP-不能被检测并且无偏参数RSSI已经增加这一状况时,给出干扰传送器的第一指示。

然而,这需要比较不同时间点的功率水平;即在干扰情形之前和之后。根据本发明的概念,该情形可以已经用于提供检测影响用户设备UE#1的干扰传送器而不检测并且比较功率水平的有效概念。

同样,如在上文概述的,一旦已知CPICH和扩展码PSC,所有用户设备将从主路径接收信号,而且暂时延迟的接收路径也可以组合(RAKE组合)。然而,在识别P-SCH检测时,因为暂时延迟的信号无法与最近邻域中的其他基站的传送区分开,仅可以评估最大路径。如在3GPP ETSI TS 25.133中概述的,P-SCH是一致序列。

然而,本发明的概念还认识到每个基站将传送相对于噪声水平的P-SCH使得P-SCH甚至在用户设备强多路径环境中也能安全检测。从而,在图4中示出的环境可以基于布尔语句,其依靠P-SCH最大路径的可检测性(因为P-SCH最大路径实际上应总是能被检测)。

从而-如将从图3A和图3B中描述的下列实施例显而易见的-非常通用的抗干扰标准可以制定如下:

-确定同步信道;以及

-在证实

(a)无法接收同步信道SCH的情况下

指示干扰传送器正影响通信用户设备。

为了确保用户设备确实完全接收信号强度,确定功率指示符-RSSI功率指示符-其指示通信用户设备UE的天线的射频带宽中的接收无线电信号强度,这是有利的。在证实

(b)功率指示符RSSI指示接收的无线电信号强度RTWP超出噪声水平的情况下,指示干扰传送器正影响通信用户设备。

为了确保用户设备确实采用UMTS通信方式并且接收的信号强度是基于CDMA的无线电网络的信号,证实

(c)是否设置相应的UMTS通信指示符。

例如,UMTS通信指示符可以凭借存储的二进制值或用户设备的一些设置(其指示用户设备有UMTS通信信号的能力并且在UMTS通信信号附近)而保留。

图3A的流程图大体上图示用于确保用户设备确实是干扰攻击的对象的方法步骤的原则序列,其中上文提到的条件(a)、(b)和(c)每个可以凭借二进制设置和相当简单的功率证实而实现。功率证实如此不一定是功率测量,因为它局限于简单地证实噪声层阈值以上的一些功率可用。从而,下文概述的实施例是肯定布尔序列决策并且可以在任何种类的用户设备或用户设备的模块中实现用于检测干扰传送器。下文概述的方法的实施例也可以在适合的装置中实现,其可以由于方法的相当简单的条件而独立于用户设备提供,该装置可以凭借相当简单的安全逻辑和传感器实现。特别地,功率传感器可以适合于简单地证实一些种类的现有功率超出噪声层阈值。

详细地,图3A中的方法的实施例在步骤SA1中具有启动序列,其中用于小区计费期间用户设备与蜂窝无线电网络的小区的同步的同步信道SCH通过一致同步序列的匹配而执行。在步骤SA1中在启动阶段期间用户设备通常还通过接收用于扩展通信信号单元SU的伪噪声扩展码SC而预占小区。从而,基于蜂窝码分多址的无线电网络RN中的通信通常在步骤SA1之后是可能的。

在步骤SA2中,指示通信用户设备UEE是否能够在基于蜂窝码分多址的无线电网络中通信。在本情况下,如从步骤SA1已知的,同步信道SCH已经被检测和/或伪噪声扩展码SC已经被接收和/或基于CDMA的无线电网络RN中的通信已经被执行,这可以存储或用别的方式设置,例如也通过设置标志或类似物。备选地或另外,用户输入SA3可以用于指示通信用户设备UEE能够在基于CDMA的无线电网络RN中通信。从而,因为它来自步骤SA1中的启动阶段互来自步骤SA2中的用户或自动输入SA3,可以在YES路径中给出用户设备能够在基于CDMA的无线电网络中通信的指示。从而在YES路径中,通信指示通过设置二进制值“1”而给出。在NO路径中,规程例如通过用二进制值“0”填充寄存器而结束或过程回到步骤SA1中的启动阶段。

在进一步的检查步骤SA4中,执行测试,无论用于检测同步信道SCH的同步信道SCH的一致同步信号序列的匹配是否被执行也如此。在YES路径中,最后在步骤SA5中可以检测同步信道SCH并且因此在步骤SA6中用户设备再次预占小区。

然而,在干扰攻击J的情况下,在步骤SA4中,同步信道SCH的一致同步信号序列的匹配将由于干扰功率超出SCH信号功率而不可能。因此,在干扰攻击J的情况下,规程在NO路径中将跟进步骤SA4并且寄存器信息可以通过设置二进制值“1”而设置。总的来说,在干扰攻击J的情况下,寄存器将已经用两个二进制值“1”填充。第一二进制BV1将指示设置通信指示。第二二进制值BV2将指示匹配测试不成功。匹配测试原则上可以采用各种形式执行,然而有利地可以遵循如特别在权利要求4和5中概述的标准化步骤。即,测试有利地包括对于无线电帧序列的预定数量的匹配尝试,其中当匹配尝试的相干平均未被匹配时,一致同步序列在测试中未被匹配。为了实现相干平均,同步信道测试可以通过尝试反复接收自由同步信道峰而执行。在自由同步信道峰(每个具有2560个芯片+/-0.5个芯片的距离)无法从主同步信道PSCH检测的情况下,在步骤SA4中,NO路径中的二进制BV2将指示测试不成功。

在步骤SA7中,简单的功率模块可以证实对于具有通信用户设备的天线的射频带宽中的接收无线电信号强度的无偏宽带功率的功率指示符(像RSSI或RTWP)值超出噪声层阈值。从而,在可以检测一些信号的情况下,跟进步骤SA7所得的答复将在YES路径中并且在寄存器“1”中提供二进制值BV3。

在步骤SA8中,通过检查三个二进制值BV1和BV2以及BV3来检索寄存器。在全部三个二进制值BV1、BV2、BV3在步骤SA9中是“1”的情况下,可以对应用层给出通信用户设备的干扰影响的指示。

图3B的流程图图示如上文限定的方法的另外的优选实施例。检测影响通信用户设备的干扰传送器(如例如图1中的影响用户设备UE的干扰传送器J)的方法基于提供伪噪声扩展码SC用于扩展通信信号单元SU并且用户设备UE与蜂窝无线电网络RN的同步已经在小区搜索期间从同步信道确定。从而,如在方法的步骤SB1中示出的,用户设备UE预占一个专用信道,其具有通用无线电接入网络URAFCN的频道号FCN。由于通信用户设备的干扰影响,用户设备UE将仅接收有限服务状态并且最后用户设备UE将使同步松散。

然而由于具有URAFCN的信道中的干扰能量,用户设备将尝试改进CPICH,即用户设备UE将尝试接收如在图1中示出的扩展码。然而,引入小区搜索机制,其中将发生时隙同步、帧同步和最后码组识别并且进一步的扩展码识别如上文概述的那样实现。步骤SB2总结上文提到的同步过程的步骤(步骤1、步骤2和步骤3)。在步骤SB2中将决定小区中之前可用的载波X上的同步是否可以被重建(YES)或重建是否不可能(NO)。从而,结果将在没有任何功率水平测量或类似物的情况下由于仅具有两个值(即YES或NO)的布尔运算而给出。在YES路径中,接着步骤SB2的过程将回到用户设备的状态,如在步骤SB1中示出的。

在NO路径中,接着是如在步骤SB2中的另外的布尔运算,其中如上文概述的小区搜索机制将在任何其他UMTS载波上实施;从而特别地,证实可以建立任何其他UMTS载波上的同步。在YES路径中该布尔运算的结果将导致如在步骤SB1中示出的用户设备的状态。在NO路径中,可以输出指示之前的载波X上和任何其他UMTS载波上的同步都不能被建立的布尔值。

同样,另外在图3中,在步骤SB3中对于同步检查许多载波(URAFCN X和Y)是可能的,其中载波X、Y存储在存储器中,如在步骤SB6中示出的。一旦用户设备正常预占该载波的URAFCN(如在步骤SB5中示出的),可以实现载波的存储。从而,如果它可以局限于仅检查那些URAFCN(其已经在步骤SB6中存储),可以更快且更可能地执行步骤SB3。

从步骤SB3接着NO路径,在步骤SB4中,对应用层指示用户设备受到干扰传送器的影响。

特别地,步骤SB1至SB6的相同测量可以在即时小区中重复并且小区搜索也可以通过测量相邻小区的同步信道而伸展到相邻小区。该进一步的过程在图3B的步骤SB7中指示。

这里未示出但另外,进一步的状况可以结合步骤SB2和SB3来证实,即功率指示符指示接收的无线电信号强度RTWP超出噪声水平。然而,当方法从其中用户设备正常预占URAFCN的情形开始时,该步骤在本情况下不是必须的。从而,当在步骤SB2中检查之前的载波X上的同步时,确保同步信道无法对于通信频道接收,其中同步信道确实已经在对于该通信频道的证实步骤之前被接收。

图4示出用户设备UE,其中通信模块1提供有天线11。从而,例如,接收的宽带无线电信号强度RTWP可以由通信模块1的功率指示器2 (RSSI)测量。在本情况下,功率指示器2将提供RSSI或其他功率指示符,其不仅考虑通常的网络信号强度而且还考虑干扰信号强度J。此外,示出用于小区搜索的同步模块3,其中可以执行如在上文提到的步骤1、步骤2和步骤3中概述的时隙同步、帧同步和码组识别以及扩展码识别。

此外,通信模块1具有第一布尔输出4,其在同步信道SCH未被接收的情况下输出值“1”并且在接收同步信道SCH的情况下输出值“0”。提供另外的布尔值输出5,其中在接收的RSSI超出噪声水平的情况下输出布尔值“1”并且如果不是这样则输出布尔值“0”。在布尔评估单元6中,仅对于来自输出4和5的现有布尔值“1”和“1”提供干扰传送器的指示。

从而,在布尔评估单元接收两个布尔值“1”的情况下,对应用层7提供指示,其中识别影响通信用户设备UE的干扰传送器。评估单元6适合于接收确定的功率指示符和采用两个布尔值的形式的同步信道的确定。在布尔评估单元6中,可以证实(a)功率指示符指示接收的无线电信号强度超出噪声水平(布尔值“1”)和(b)同步信道SCH无法被接收(布尔值“1”)。

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