CN1282372C - 时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种应用于时分同步码分多址(TD-SCDMA)移动通信系统的Midamble码字序列检测方法和装置，能够在低信噪比条件下、以及存在频率扩散和时间扩散的移动通信环境中，达到较高的正确检测概率和很低的误检概率，并能够产生拒绝标志排除一批错误的输入事件，例如错误的码组序号输入、错误的同步信息输入和本地振荡器频偏过大等情况，从而达到有效地缩短TD-SCDMA系统中初始小区搜索时间的目的，而且便于实现。本发明包括Midamble接收信号采样提取、Midamble码字序列生成、滑动相关、时延包络计算、多帧合并、路径选择、似然值计算、最大值检测、可信度计算和比较、检测拒绝标志产生、以及检测Midamble码字序列序号产生等步骤和模块。

Description

时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种应用于无线通信系统的，特别涉及一种应用于时分同步码分多址(Time Division Synchronous Code-Division Multiple Access，简称TD-SCDMA)移动通信系统中，在初始小区搜索(Initial Cell Search)过程中用户终端设备的检测中导码(Midamble)序列的方法和装置。

背景技术

1946年，美国的贝尔实验室便提出了将移动电话的服务区划分成若干个小区，每个小区设一个基站，构成蜂窝状系统的蜂窝(Cellular)移动通信新概念。1978年，这种系统在美国芝加哥试验获得成功，并于1983年正式投入商用。蜂窝系统的采用，使得相同的频率可以重复使用，从而大大增加了移动通信系统的容量，适应了移动通信用户骤增的客观需要。蜂窝移动通信系统的发展经历了一个从模拟网到数字网，从频分多址(FDMA)到时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)的过程。

随着时代的发展，人们对通信的要求，包括对通信质量和业务种类等的要求，也越来越高。第三代(3G)移动通信系统正是为了满足该要求而被发展起来的。它是以全球通用、系统综合作为基本出发点，并试图建立一个全球的移动综合业务数字网，综合蜂窝、无绳、寻呼、集群、移动数据、移动卫星、空中和海上等各种移动通信系统的功能，提供与固定电信网的业务兼容、质量相当的多种话音和非话音业务，进行袖珍个人终端的全球漫游，从而实现人类梦寐以求的在任何地方、任何时间与任何人进行通信的理想。

第三代移动通信系统中最关键的是无线电传输技术(RTT)。1998年国际电信联盟所征集的RTT候选提案：除6个卫星接口技术方案外，地面无线接口技术有10个方案，被分为两大类：CDMA与TDMA，其中CDMA占主导地位。在CDMA技术中，国际电信联盟目前共接受了3种标准，即欧洲和日本的W-CDMA、美国的CDMA 2000和中国的TD-SCDMA标准。

与其它第三代移动通信标准相比，TD-SCDMA采用了许多独有的先进技术，并且在技术、经济两方面都具有突出的优势。TD-SCDMA采用时分双工(Time Division Duplex，TDD)、智能天线(Smart Antenna)、联合检测(JointDetection)等技术，频谱利用率很高，能够解决高人口密度地区频率资源紧张的问题，并在互联网浏览等非对称移动数据和视频点播等多媒体业务方面具有潜在优势。

如图1所示，为一个典型的蜂窝移动通信系统的例子。该系统是由多个小区10₁-10_N(10)构成的，其中每个小区内各有一个基站(Base Station)11₁-11_N(11)，同时在该小区服务范围内存在一定数量的用户终端设备(UserEquipment)12₁-12_N(12)。每一个用户终端设备12通过与所属服务小区10内的基站11保持连接，来完成与其它通信设备之间的通信功能。

每次当用户终端设备12开机后，一般并不知道其所处的位置、以及应选择哪个基站11(或者小区10)进行有关上行接入(Uplink Access)操作。用户终端设备选择小区进行接入的过程一般被称为“初始小区搜索”(InitialCell Search)过程。用户终端设备12进行初始小区搜索的目的是选择合适的工作频点，并在该频点上取得与某个小区10内的基站11的下行同步，同时解读该基站11发送的有关系统广播消息——依据这些信息，用户终端设备12才能开始有关的上行接入过程，并最终建立与该基站11之间的连接。

如图2所示，为TD-SCDMA系统的帧结构示意图。该结构是根据3G合作项目(3GPP)规范TS 25.221(Release 4)中的低码片速率(LCR)TDD模式(1.28Mcps)，或者中国无线通信标准(CWTS)规范TSM 05.02(Release 3)中给出的。TD-SCDMA系统的码片速率为1.28Mcps，每一个无线帧(RadioFrame)20₀、20₁(20)的长度为5ms，即6400个码片(对于3GPP LCR-TDD系统，每个无线帧长度为10ms，并可划分为两个长度为5ms的子帧(subframe)，其中每个子帧包含6400个码片)。其中，每个TD-SCDMA系统中的无线帧(或者LCR系统中的子帧)20又可以分为7个时隙(TS0～TS6)21₀-21₆(51)，以及两个导频时隙：下行导频时隙(DwPTS)22和上行导频时隙(UpPTS)24，以及一个保护间隔(Guard)23。进一步的，TS0时隙21₀被用来承载系统广播信道以及其它可能的下行业务信道；而TS1～TS6时隙21₁-21₆则被用来承载上、下行业务信道。UpPTS时隙24和DwPTS时隙22分别被用来建立初始的上、下行同步。TS0～TS6时隙21₀-21₆长度均为0.675ms或864个码片，其中包含两段长均为352码片的数据段DATA1(27)和DATA2(29)，以及中间的一段长为144码片的训练序列——中导码(Midamble)序列28。Midamble序列在TD-SCDMA有重要意义，包括小区标识、信道估计和同步(包括频率同步)等模块都要用到它。DwPTS时隙22包含一个长为64码片的下行同步码(SYNC-DL)码字25，它的作用是小区标识和建立初始同步；而UpPTS时隙包含一个长为128码片的上行同步码(SYNC-UL)码字26，用户终端设备利用它进行有关上行接入过程。

按照3GPP规范TS 25.224(Release 4)或者CWTS规范TSM 05.08(Release3)中的有关定义，在TD-SCDMA系统中，当完成初始频点选择后，在每个候选频点上，初始小区搜索过程可分为以下四个步骤：

第一步骤，DwPTS搜索：通过将总共32个SYNC-DL码字25与接收信号序列进行相关处理或者类似处理后，得到DwPTS时隙的(粗略)同步信息，同时检测出最有可能的SYNC-DL码字；

第二步骤，扰码和Midamble码字序列检测：得到DwPTS粗略位置信息后，根据TD-SCDMA帧结构用户终端可以接收位于TS0(21₀)上P-CCPCH信道上的Midamble部分接收信号28。由于每个SYNC-DL码字25对应一个码组(CodeGroup)，包含了4个可能的Midamble码字序列，因此通过将这4个可能的码字与TS0上Midamble部分的接收信号进行相关处理或者类似处理后，可检测出系统采用了其中哪个Midamble码字序列；由于扰码(Scrambling Code)和Midamble码字存在一一对应关系，所以扰码也可以检测到Midamble码字序列后同时获得；

第三步骤，控制复帧同步：TD-SCDMA系统中通过对SYNC-DL码25进行QPSK(四相相移键控)调制、并根据连续四帧内SYNC-DL码字25上的调制相位图案来确定控制复帧(Control Multi-frame)的开始。用户终端通过对接收SYNC-DL码字信号上调制相位图案的检测来确定控制复帧同步；

第四步骤，读取BCCH信息：获得控制复帧同步后，就可以知道哪些帧上有BCCH(广播信道)系统广播消息存在；用户终端对这些帧的P-CCPCH(主公共控制物理信道)上的接收数据进行解调(Demodulation)和解码(Decoding)，然后进行循环冗余校验(CRC)；如果校验通过，则该块BCCH信息被认为有效并被传递给高层，初始小区过程成功结束。

其中，在所述小区搜索第二步骤中，Midamble码字序列的检测性能对于整体初始小区搜索的性能，包括搜索成功概率和搜索时间等，均有着重要的影响。设计所述第二步骤中Midamble码字序列的检测方法时，应该考虑以下要求：

(1)要求Midamble码字序列的正确检测概率(Correct DetectionProbability)在目标工作点附近足够高(例如，高于95％)，以使后续有关模块(包括信道估计、路径搜索/跟踪、自动频率控制AFC和小区搜索第三步骤模块等)可利用该Midamble码字序列作为训练序列进行正常工作；

(2)又要求(当输入信息正确时)Midamble码字序列错误检测的概率即误检概率(False Detection Probability)足够低(例如，低于1％)。因为错误的Midamble码字序列检测输出将导致后续有关模块不能正常工作，而一般这些模块往往需要经过较长时间(例如，经过几十甚至上百帧后)才能发现其输入Midamble码字序列有误，然后再返回初始小区搜索第二步骤或者之前步骤重新进行Midamble码字序列的检测——而这将大大延长初始小区搜索的时间，并可能不能满足系统对该搜索时间的最大限制；

(3)此外，对于一些错误的输入情况，包括所述小区搜索第一步骤输出SYNC-DL错误、DwPTS粗略同步错误、或者本地振荡器(Local Oscillator)频率频移过大，以及自动增益控制(AGC)异常等情况，最好要求所述小区搜索第二步骤能够及时发现这些情况，并返回之前步骤重新执行有关操作。例如，在国际专利申请公开号WO03/028399，发明名称为“小区搜索方法和通信终端设备”(CELL SEARCH METHOD AND COMMUNICATION TERMINAL APPARATUS)中，主要公开了一种在TD-SCDMA系统中执行所述小区搜索第一步骤的方法和装置，该方法中首先将各SYNC-DL码与接收信号进行滑动相关，并找到相关值最大的SYNC-DL及其对应位置作为输出。注意到该方法中，为了尽可能地提高成功检测概率，并没有采用任何将最大相关值与阈值作比较后再输出的方法，而总是输出一个SYNC-DL检测结果。这样，当通信环境较恶劣，例如信号干扰噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR)值较低时，所述小区搜索第一步骤有可能输出错误的SYNC-DL检测结果以及/或者错误的同步信息。在这种情况下，如果所述小区搜索第二步骤不能将该错误输入排除，而是继续产生一个(错误的)Midamble码字序列检测结果提供给后续模块使用，将与上述(2)中所分析的那样，由于差错扩散而导致初始小区搜索时间的大大加长；

(4)要求所设计的Midamble码字序列检测方法应在各种移动通信系统中常见的恶劣传播环境下仍然能够保持较好的性能。移动通信传播信道中普遍存在着多径衰落即频率扩散(Frequency Dispersive)现象，可导致接收信号的SINR值在较短时间内会出现较大的起伏。另一方面，对于CDMA(码分多址)等宽带通信系统，同时又会存在时间扩散(Time Dispersive)现象，即产生严重的符号间干扰(Inter-Symbol Interference，ISI)问题。一个好的检测算法应该在上述情况下的性能不应该有大的恶化；

(5)由于工作在初始小区搜索阶段，许多同步过程，例如时间同步和频率同步等，往往尚未准确完成，所以要求Midamble码字序列检测方法应该有一定的鲁棒性(Robustness)，克服上述非准确同步问题可能导致的检测性能恶化问题。

现有的针对TD-SCDMA系统初始小区搜索第二步骤设计的Midamble码字序列检测方法，往往只考虑了上述五个设计要求中的部分要求，例如要求(1)，这将导致检测算法其它部分性能指标的下降(例如误检概率过高)，或者导致其在某些情况下产生严重的性能恶化。例如，在国际专利申请公开号WO03/032512，发明名称为“低码片速率模式移动通信系统的捕获电路”(ACQUISITION CIRCUIT FOR LOW CHIP RATE OPTION FOR MOBILETELECOMMUNICATION SYSTEM)中，公开了一种在TD-SCDMA系统中进行初始小区搜索的电路装置。但是其中有关小区搜索第二步骤的装置中，只是把相关值最大的Midamble码字序列输出，所以未能很好满足前述设计要求(2)和(3)；同时，由于接收Midamble信号部分位置是根据小区搜索第一步骤中检测到的DwPTS位置直接给出的，由于没有考虑到由于时间同步可能存在的不准确性和快速多径衰落的影响，所以该装置也未能很好满足前述设计要求(4)和(5)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于时分同步码分多址(TD-SCDMA)移动通信系统中用户终端设备的检测中导码序列的方法和装置，其能够在低信噪比(SINR)条件下、以及存在频率扩散和时间扩散的移动通信环境中，达到具有较高的正确检测概率；具有很低的误检概率；以及能够以较高的概率排除错误一系列错误输入事件。

本发明首先提供一种应用于TD-SCDMA系统用户设备接收机中导码的检测方法，该方法包括以下步骤：

中导码(Midamble)码字序列接收信号采样提取步骤，根据由初始小区搜索第一步骤提供的有关定时信息，按照一定的采样方式，提取当前帧内中导码码字序列部分的及其附近的接收信号，得到一个采样序列r；

中导码(Midamble)码字序列生成步骤，根据由初始小区搜索第一步骤检测到的下行同步(SYNC-DL)码所确定的码组，对于该码组中每个候选中导码(Midamble)码字序列，分别生成一个序列s；

滑动相关步骤，将接收中导码(Midamble)信号采样序列r分别与每个侯选中导码(Midamble)码字序列s在按某种方式进行滑动相关后，得到相关输出序列C；

时延包络计算步骤，根据相关输出序列C分别计算对应于每个候选中导码(Midamble)码字序列的时延包络D；

多帧合并步骤，将每个包络D分别与前帧中得到的、对应于同一侯选中导码(Midamble)码字序列的时延包络D按一定的合并方式进行合并，并保存合并结果；经过F帧合并后，对应于每个候选中导码(Midamble)码字序列，得到一个时延包络DP；

路径选择步骤，根据多帧合并后的、对应每个侯选中导码(Midamble)码字序列的时延包络DP，按一定路径选择准则进行路径选择，得到路径集合S；

似然值计算步骤，对应每个侯选中导码(Midamble)码字序列，分别将时延包络DP中位于所选择路径S上的值进行合并，得到相应的“似然值”；

最大值检测步骤，找出“似然值”H最大的侯选中导码(Midamble)码字序列，其序号为M；

可信度计算步骤，根据最大似然值中导码(Midamble)码字序列、以及其它所有侯选中导码(Midamble)码字序列的“似然值”，计算出最大似然值Midamble码字序列的“可信度”R；

比较步骤，将“可信度”R与一个预设门限T进行比较；

检测拒绝标志输出步骤，根据比较步骤的比较结果，来设置输出检测“拒绝”标志的值；

Midamble码字序列序号输出步骤，当输出检测“拒绝”标志为“假”时(即接受检测结果时)，输出最大似然值Midamble码字序列的序号M；

进一步，本发明提供一种应用于TD-SCDMA系统接收机中的Midamble码字序列的检测装置，所述装置包括：

Midamble接收信号采样提取器，根据由初始小区搜索第一步骤提供的有关同步信息，按某种方式提取当前帧内Midamble部分及其附近的接收信号，得到一个采样序列；

Midamble码字序列生成器，根据由初始小区搜索第一步骤检测到的SYNC-DL码所确定的码组，对于该码组中每个候选Midamble码字序列，分别生成一个序列；

滑动相关器，将接收Midamble信号采样序列分别与每个侯选Midamble码字序列在按某种方式进行滑动相关后，得到相关输出序列；

时延包络计算器，根据相关输出序列分别计算对应于每个候选Midamble码字序列的时延包络；

多帧合并器，将每个包络分别与之前帧中得到的、对应于同一侯选Midamble码字序列的时延包络按某种方式进行合并，并保存合并结果；经过若干帧合并后，对应于每个候选Midamble码字序列，得到一个时延包络；

路径选择器，用于根据多帧合并后的、对应每个侯选Midamble码字序列的时延包络，按一定准则来进行路径选择；

似然值计算器，用于对应每个侯选Midamble码字序列，分别将时延包络中所选择路径上的值进行合并，得到相应的“似然值”；

最大值检测器，用于找出“似然值”最大的侯选Midamble码字序列；

可信度计算器，用于根据最大似然值Midamble码字序列、以及其它所有侯选Midamble码字序列的“似然值”，计算出最大似然值Midamble码字序列的“可信度”；

比较器，用于将“可信度”计算结果与一个预设门限进行比较，并根据比较结果来设置输出检测“拒绝”标志的值；

根据本发明实现的用于TD-SCDMA系统中用户终端设备的检测Midamble码字序列的方法和装置，能够在低SINR条件下、以及存在频率扩散和时间扩散的移动通信环境中，达到较高的正确检测概率和很低的误检概率。同时，该方法和装置还能够产生拒绝标志排除一批错误的输入事件，例如错误的码组序号输入、错误的同步信息输入和本地振荡器频偏过大等情况，从而达到有效地缩短TD-SCDMA系统中初始小区搜索时间的目的。

本发明的目的和优点通过以下TD-SCDMA系统中初始小区搜索第二步骤中Midamble码字序列检测的方法和装置的描述，将会变得越来越明显。

附图说明

图1为一典型的蜂窝移动通信系统的简单示意图；

图2为TD-SCDMA系统的帧结构示意图；

图3为根据本发明检测方法的流程示意图；

图4-1、4-2、4-3为实现本发明滑动相关步骤的3种装置的结构框图；

图5-1、5-2、5-3为实现本发明路径选择步骤的3种方法的示意图；

图6为根据本发明检测装置的电路原理图；

图7为将本发明应用于TD-SCDMA系统初始小区搜索过程中的一种方法的流程图；以及

图8为将本发明应用于TD-SCDMA系统初始小区搜索过程中的另一种流水线结构方法的示意图。

具体实施方式

以下根据图3，图4-1、4-2、4-3，图5-1、5-2、5-3，以及图6～图8，说明本发明的较佳实施方式。

如图3所示，为本发明检测方法的流程示意图。首先，用户终端设备根据初始小区搜索第一步骤检测到的下行同步码(SYNC-DL码)，得到对应的码组，并生成该码组内4个侯选Midamble码字序列s(步骤300)；然后，帧计数被置为1(步骤301)；接着，如步骤302，用户终端设备将根据初始小区搜索第一步骤中给出的有关同步信息，来接收“搜索窗”内Midamble序列、以及其附近数据的采样值，得到采样序列r。其中，为了克服由于采样时间偏差所造成的性能恶化，这里采样器的采样速率应高于系统的码片速率(Chip Rate)，即采用过采样(Oversampling)方法。这里推荐采用倍数为2的过采样速率，即对应每个码片得到两个采样值。尽管采用更高的过采样速率会(有限的)进一步提高性能，但其对应的数字信号处理复杂度也高的多。另一方面，根据初始小区搜索第一步骤所给出的DwPTS位置，以及TD-SCDMA系统的帧结构(如图2所示)，用户终端设备可以推导出TS0时隙上Midamble码字序列所处的位置，并接收对应该段Midamble码字序列的数据采样。同时，出于以下考虑，用户终端设备可能还需要接收Midamble信号部分前后的若干码片内的数据采样，因为：

(1)第一步骤提供的DwPTS位置同步信息可能不十分准确，有可能存在几个码片范围内的同步偏差；此时需要在SYNC-DL同步点附近建立一个所谓的“搜索窗”，来解决可能存在的同步偏差问题；

(2)对于快速多径衰落信道，每一条径的强度变化较快，有一种可能性是，先前第一步骤所检测到的那条(最强)路径已经减弱，而有其它新的强径在附近出现；此时，也需要建立一个“搜索窗”，来捕捉同步点附近可能出现的那些强径，以确保优良的检测性能。

一般的，所述“搜索窗”应包含长为144码片的Midamble信号部分以前的L个码片、以及之后W个码片内的采样数据，这样总共包含L+W+144个码片内的数据采样。对应2倍速的过采样方法，总共要接收2×(L+W+144)个数据采样。其中，参数L和W均为大于或者等于零的整数，它们的取值是由系统设计和实际工作环境等因素决定的，推荐取值为L＝W＝16。其中，这里所述的Midamble信号部分位置，是由初始小区搜索第一步骤所得到的DwPTS部分的起始位置P_DwPTS所导出的。根据TD-SCDMA系统的帧结构，Midamble信号部分的起始位置P_Midamble可按以下公式获得：

            P_Midamble＝P_DwPTS-352-16(码片)；

作为一种替代方法，也可以根据TD-SCDMA系统中Midamble码字序列的构成的循环特性，只提取接收长为144码片的Midamble信号部分中后128个码片(或者中间某一端128个码片)内的数据采样。相应的，为了达到与前述“搜索窗”相似的效果，利用Midamble码字序列具有的循环特性，在如后所述的滑动相关步骤中，需要采用“循环相关”(Periodic Correlation)的方法。与前一种方法相比，这种方法无须接收额外的L+W个码片内的数据采样，所以复杂度相比较低；但是由于只采用了128个码片长度相关，所以其性能与前一种方法相比有10*log(144/128)≈0.5dB的损失。

接下去，用户终端设备将Midamble信号数据采样序列分别与所有候选Midamble码字序列在所述搜索窗内进行滑动相关，并得到一批相关数据结果(步骤303)。根据不同的应用环境和实现考虑，这里可采用不同的滑动相关方法来实现该步骤。参考图4-1至4-3，所示为3种可能的进行滑动相关的装置的结构框图。首先，接收模拟基带信号通过过采样器40后，得到对应训练序列信号部分及其前后“搜索窗”内的数据采样。然后，这些数据采样依次经过一系列延时器41₁-41_2*N-2。对应于2倍速采样时钟，共有2×(N-1)这样的延时器，它们的输入时钟与采样时钟保持一致。其中，在第i时刻，从左起第一个延时器的输入、以及第2、4、...、2×(N-1)的输出，构成了一个长为N的序列r_i：{r_i-2(N-1)，r_i-2(n-2)，…，r_i}，对应了最近N个码片内的接收数据采样。另一方面，由训练序列生成器43产生另一个长为N的码字序列s：{s₁，s₂，…，S_N}，其索引(码字序号)由系统高层给出或者其它模块检测所得。该码字序列经过共扼器44后得到另一个长为N的序列s^*：{s₁ ^*，s₂ ^*，…，s_N ^*}。然后，接收信号序列r_i与共扼码字序列s^*经过一批N个复数乘法器42_1-N进行逐元素相乘后，得到一个长为N的输出序列y_i：{y_i，1，y_i，2，…，y_i，N}。根据所选的相关长度，这里参数N的取值可选为144或者128。

上述相关过程是按“滑动”方式进行的：亦即每隔一个采样时钟，接收序列向右滑动一个采样时种间隔，这相当于用于相关的长为N的接收序列在时间上更新了一个数据采样，同时该相关器输出一批共N个相关数据(序列y_i)。需要注意的是，如果采用“循环相关”的方法，则所述“滑动”也是按循环方式进行的；此时，还可以在频域(Frequency Domain)采用快速傅立叶变换(FFT)方法来实现这种循环方式的滑动相关过程——但是这种方法需要一系列的复数旋转操作，硬件实现较复杂。所以，这里建议采用基于时域(Time Domain)的相关方法完成所述的滑动相关步骤。

下面所述的几种基于时域的相关方法，都是根据接收序列y_i以及码字序列s来生成一个相关值C_i的：

(A1)全相关(Full Correlation)方法(通过装置45实现)：

如图4-1所示，将序列y_i中的所有N个元素，通过加法器46相加后得到相关输出C_i。用公式可表示为：

$C_i=\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{i,k};$

当用户终端设备本地振荡器与基站处振荡器存在较大的频率偏差时，采用上述方法可能将造成一定的相关损失(Coherent Loss)，该相关损失L用公式可表示为：

$L=\frac{\sin \left(\mathrm{\π\Δf}{T}_{c}N\right)}{N\×\sin \left(\mathrm{\π\Δf}{T}_c\right)}$

上式中，参数N为相关长度，参数Δf为频率偏差，T_c为系统码片宽度。对于TD-SCDMA系统中Midamble码字序列情况(即N＝144或者N＝128，码片速率1/T_c＝1.28Mcps)，推荐仅当频率偏差Δf小于±1～2ppm(即±2～4kHz)时才采用上述方法。当本地振荡器初始频率偏差过高而不能满足该要求时，若采用本方法则需要在实现该方法之前加入一次频率粗调过程，否则由于频率偏差造成的相关损失将使该全相关方法造成严重恶化。

(A2)部分相关(Partial Correlation)和平方合并方法(通过装置47实现)：

如图4-2所示，序列y_i首先被均分成N/P段子序列，其中每段子序列长度为P_o然后这P段子序列分别通过一批N/P个加法器48_1-N/P相加后，得到N/P个部分相关输出{p₁，p₂，…，p_N/P}。上述过程可用以下公式表示：

$p_k=\underset{j=1}{\overset{P}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{i,(k-1)\×P+j},k=\mathrm{1,2},\·\·\·,N/P;$

采用该部分相关方法，可以有效地对抗大频率偏差带来的影响。对应TD-SCDMA系统，根据若干不同的初始频偏范围，推荐的子序列长度P取值如下：(1)初始频偏在±2.5ppm(即±5kHz)以内：P≤72；(2)初始频偏在±5ppm(即±10kHz)以内：P≤36；(3)初始频偏在±10ppm(即±20kHz)以内：P≤16。

然后，这些部分相关数据通过平方合并来得到相关输出C_i。这是通过一批平方器49_1-N/P，以及一个加法器50来实现的。该合并方式用公式可表示为：

$C_i=\underset{k=1}{\overset{N/P}{\mathrm{\Σ}}}{\left|p_k\right|}^2$

上式中，符号“|·|”表示求模值操作。除了平方合并方式外，也可以采用模值合并等非相干(Non-Coherent)合并方法，达到类似的效果。

(A3)部分相关和差分合并(Differential Combining)方法(通过装置51实现)：

如图4-3所示，首先与上述方法A2一样，通过一批N/P个加法器52_1-N/P得到一批部分相关输出{p₁，p₂，…，p_N/P}。然后，通过一批N/P个共扼乘法器53_1-(N/P-1)以及一个加法器54，以差分合并方式来得到相关输出C_i。上述过程用公式可表示为：

$C_i=\underset{k=1}{\overset{N*P-1}{\mathrm{\Σ}}}(p_k^{*}\×p_{k+1});$

上式中，符号“*”表示共轭操作。与前述方法A2中的平方合并方式相比，尽管其差分合并方式的复杂度有所提高，但它可获得稍好的性能，同时其相关输出C_i的相位值中包含了相位信息，有必要的话可被用来进行频率偏差估计。

通过所述滑动相关步骤303，当输入序列长度为2×(L+W+144)个采样时，通过移位它可产生共2×(L+W+1)个子序列r_i。这样，对应每个候选Midamble码字序列，经过滑动相关后分别可以得到一批共2×(L+W+1)个相关输出，记它们为：C_m：{C₁ ^m，C₂ ^m，…C_2×(L+R+1) ^m}，其中上标m表示码组中的Midamble码字序列序号(m＝1，2，3，4)。类似的，当采用循环相关方法时，只考虑相对循环移位-L码片和+W码片内的共2×(L+W+1)个子序列r_i，这样经过滑动相关后仍然可以得到一批共2×(L+W+1)个相关输出。

接着，如步骤304，对应于每个候选Midamble码字序列，用户终端设备根据滑动相关结果输出C^m，来分别计算相应的位于所述搜索窗内的长为2×(L+W+1)的时延包络(Delay Profile)。设时延包络用序列D^m：{D₁ ^m，D₂ ^m，…D_2×(L+R+1) ^m}，则所述时延包络计算过程可采用以下几种方法之一来获得：

方法B1：通过求对应相关输出的模值的平方获得的，并可用以下公式表示：

$D_k^m={\left|C_k^m\right|}^2,$ 对于k＝1，2，…，2×(L+W+1)，m＝1，2，3，4；

方法B2：也可以取相关输出值的模值产生时延包络，亦即：

$D_k^m=\left|C_k^m\right|,$ 对于k＝1，2，…，2×(L+W+1)，m＝1，2，3，4；

方法B3：或者也可以直接取相关输出值作为时延包络，亦即：

$D_k^m=C_k^m,$ 对于k＝1，2，…，2×(L+W+1)，m＝1，2，3，4；

对应前述滑动相关方法A1，可采用以上方法B1或者方法B2来计算时延包络，因为由于频率偏差以及多普勒(Doppler)频移等影响，相邻帧中的相位基准一般已经发生变化，所以不能采用相干(Coherent)合并的方法。而对于前述滑动相关方法A2，由于输出已经为一个模值，所以可采用上述任一种方法来计算时延包络。最后，对于前述滑动相关方法A3，由于通过差分合并方式已经克服邻帧中的相位基准变化问题，所以可采用上述方法B3来计算时延包络。

接着，步骤305判断帧计数是否大于1：若否，则保存当前帧的时延包络；若是，则通过步骤306，将当前帧产生的每个时延包络分别与之前帧中得到的、对应于同一候选Midamble码字序列的时延包络进行合并，并保存合并结果。所述的时延包络合并可采用逐元素相加的方法来实现。

然后，如步骤307所示，将帧计数加1，并在步骤308中判断帧计数是否大于一个参数值F：若否，则回到步骤302，并在下一帧中重复前述步骤302-307中的操作；若是，表明已经处理完了F个帧，并完成了总共F个帧内的信号提取、滑动相关、时延包络计算和多帧合并过程，并将进入后续步骤进行有关Midamble码字序列的判断。记所得的多帧合并后的时延包络序列为DP^m(m＝1，2，3，4)。其中，参数值F为一个正整数，代表进行有关Midamble检测所用的总数据帧数，F值越大，检测性能就越好，但其复杂度和时延也增加了。因此，参数F应根据应用环境和实现考虑来确定，其推荐取值为3～5之间。

接着，如步骤309所示，用户终端设备对应每个候选Midamble码字序列，根据多帧合并后的时延包络，按一定准则来进行路径选择。参考图5-1至图5-3，所示为根据时延包络进行路径选择的几种方法。所述的路径选择的方法包括：

方法C1，路径选择方法甲，如图5-1所示：通过一系列比较后选取时延包络中模值最大的X条路径。其中，参数X为一个正整数，推荐的取值为1～5之间。特别的，作为一种特殊情况，可取X＝1，即直接选取模值最大的那条路径。

方法C2，路径选择方法乙，如图5-2所示：首先通过一系列比较得到模值最大的路径，并记其模值为P_max(单位：dB)；然后选取所有模值大于(P_max-T₁)(单位：dB)的路径。其中，参数T₁为一个预设的门限值，其取值为一个大于0的正实数，例如可取T₁＝3dB。

方法C3，路径选择方法丙，如图5-3所示：首先计算时延包络中所有路径的模值的平均值，并记为P_avg(单位：dB)；然后选取所有模值大于(P_max+T₂)(单位：dB)的路径。其中，参数T₂为一个预设的门限值，其取值为一个大于0的正实数，例如可取T₂＝6dB。

注意上述各方法是可以结合使用的，例如，可先采用方法乙得到一批路径，然后再根据方法甲，如果所得路径值数大于X，则再在其中取模值最大的X条路径。

接下去，如步骤310，用户终端设备将由步骤309所选择路径上的路径值进行相加，得到“似然值”(Likelihood)H^m(其中m＝1，2，3，4分别对应4个侯选Midamble码字序列)。设由步骤309得到的路径选择索引值结果为S^m，则似然值H^m的计算可用以下公式表示：

$H^m=\left|\underset{k\∈S^m}{\mathrm{\Σ}}D{P}_k^m\right|,$ 对于m＝1，2，3，4；

注意，上式中时延包络中的路径值DP_k ^m可能是个复数，例如采用前述滑动相关方法A3和时延包络计算方法B3时的情况，所以可能需要取模值(或者类似操作)去除相位信息。

接下去，如步骤311所示，用户终端设备找出似然值最大的侯选Midamble码字序列，记其序号为M(1≤M≤4)，则该步骤操作可用如下公式表示：

$M=\arg \underset{m}{\max }\left\{H^m\right\}$

上式中，函数max(·)表示在一个序列中通过一系列比较后求最大值的运算。

接着，如步骤312所示，用户终端设备根据最大似然值Midamble码字序列M、以及其它所有侯选Midamble码字序列的“似然值”，计算出Midamble码字序列M的“可信度”(Reliability)，并记为R_o其中，计算“可信度”R可取为Midamble码字序列M的似然值，与所有其它所有侯选Midamble码字序列的似然值的比值，亦即采用如下公式得到：

$R=\frac{H^M}{\underset{m\≠M}{\mathrm{mean}}\left\{H^m\right\}};$

上式中，函数mean(·)表示求平均值计算。

此外，作为一种替代选项，“可信度”R也可以按如下公式计算：

$R=\frac{H^M}{\underset{m\≠M}{\max }\left\{H^m\right\}};$

接着，如步骤313，用户终端设备将由步骤312计算所得的“可信度”R与一个预设的门限值T进行比较：若R≥T，则进入步骤314，输出Midamble码字序列序号M，同时将输出检测“拒绝”标志置为“假”(False)，标志第二步骤中Midamble码字序列检测过程“接受”(Accept)检测结果，即产生“接受”信号，并成功结束，；反之，若R＜T，则进入步骤315，将输出检测“拒绝”(Rejection)标志置为“真”(True)，即产生“拒绝”信号，标志第二步骤检测失败，亦即所有侯选Midamble码字序列均“不可信”，此时将返回到之前的小区搜索步骤，例如初始小区搜索第一步骤或者频点搜索阶段，重新进行有关的搜索、同步和检测等工作。

这里，门限参数T的取值为一个大于或者等于1的正实数，它对Midamble检测算法性能有着重要的影响。当T的取值越大，意味着门限越严格，从而Midamble码字序列检测的误检概率就越低，同时排除错误输入事件的能力也越强，但是此时正确检测概率也会受一定程度的影响。另一方面，当T的取值越小，意味着门限越宽松，此时虽然正确检测概率会提高，但是误检概率也会同时增加，并且对错误输入事件的排除能力也减弱了——极端情况下，作为本发明所公开的Midamble码字序列检测方法的一种特殊情况，当选取T＝1.0时，将总是接受检测结果而不会将检测“拒绝”标志置为“真”，虽然此时正确检测概率较高，但误检概率也会相应增加，同时该检测方法不再具备排除错误输入的能力。综上所述，针对具体的应用环境和实现考虑，应该仔细选择门限T，在各设计指标之间进行反复折衷后，使Midamble码字序列检测算法的整体性能达到最优。例如，对于以下方法和参数组合：滑动相关方法A1、时延包络计算方法B1、路径选择方法C1、以及多帧合并帧数F＝5，所述门限参数T的推荐取值为2.0。

此外，作为一种可能，如果小区搜索第一步骤(为了提高检测成功概率)传递给第二步骤大于一个候选的SYNC-DL码字及其相应的同步位置信息，则第二步骤可以按并行或者串行方式依次对它们进行有关检测，如果其中所有检测均产生“拒绝”信号，则第二步骤也将产生“拒绝”信号。反之，若其中至少有一次检测产生“接受”信号，则第二步骤也将产生“接受”信号一一如果有多于一次检测产生“接受”信号，即产生了多个“可信度”较高的Midamble码字序列，则可以取其中“似然值”最高的那个Midamble码字序列作为第二步骤的输出。

进一步的，利用本发明所公开的一种在码分同步时分多址系统中进行Midamble码字序列的检测方法，还可以用于实现其它一些辅助功能。例如：

(1)当采用滑动相关方法A3以及时延包络计算方法B3时，可通过多径合并后的时延包络路径值的相位值(对于似然值最大的Midamble码字序列输出M)，来进行粗略的频率偏差估计，其计算公式如下所示：

$\mathrm{\Δ}\hat{f}=\frac{1}{2\mathrm{\π}{T}_{c}P}\×\arg \left\{\underset{k\∈S^M}{\mathrm{\Σ}}{D}_k\right\}$

上式中，函数arg(·)代表取一个复数的相位值操作，其值域为[-π，π)，

代表频率偏差估计，而其它参数仍沿用前述相关定义。所得的频率偏差估计值

可被用来进行一次粗略的频率调整。

(2)利用所产生的时延包络DM(对于似然值最大的Midamble码字序列输出M)，可以给出(与初始小区搜索第一步骤输出相比)更准确的同步信息和路径位置信息。具体而言，在相应的路径选择结果集合SM中，含有一批基于Midamble码字序列M得到的有效路径位置信息，这些信息比由初始小区搜索第一步骤所得到的同步位置更精确，因为后者是基于长度仅为64个码片的相关结果所得到的，且只包含一条功率最大路径的位置信息。

初始小区搜索第二步骤的后续模块，如路径搜索(Path Search)模块和同步跟踪模块等(Tracking)，可利用该同步信息和路径位置作为初始信息开始工作，从而加快它们的初始收敛过程，并提高其准确度。

图6所示为根据本发明在TD-SCDMA系统初始小区搜索过程第二步骤中，检测Midamble码字序列的一种装置的结构框图。其中，Midamble接收信号采样提取器60根据有关定时信息，接收当前帧内对应Midamble信号“搜索窗”内的采样序列；Midamble码字序列生成器61根据码组序号生成4个侯选Midamble序列码字；一批滑动相关器62₁-62₄将接收Midamble信号采样序列分别与所有侯选Midamble码字序列在“搜索窗”内进行滑动相关；一批时延包络计算器63₁-63₄根据滑动相关输出结果分别计算对应于每个候选Midamble码字序列的“搜索窗”内的时延包络；一批多帧合并器64₁-64₄将每个包络分别与之前帧中得到的、对应于同一侯选Midamble码字序列的时延包络进行合并，并保存合并结果；一批路径选择器65₁-65₄根据多帧合并后的、对应每个侯选Midamble码字序列的时延包络，按一定准则来进行路径选择；一批似然值计算器66₁-66₄，用于对应每个侯选Midamble码字序列，分别将时延包络中所选择路径上的值进行合并，得到相应的“似然值”；最大值检测器69用于找出“似然值”最大的侯选Midamble码字序列；“可信度”计算器67根据最大似然值Midamble码字序列、以及其它所有侯选Midamble码字序列的“似然值”，计算出最大似然值Midamble码字序列的“可信度”；比较器68，用于将“可信度”计算结果与一个预设门限进行比较，并根据比较结果来设置输出检测“拒绝”标志的值。

图7所示为将本发明应用于TD-SCDMA系统初始小区搜索过程中的一种方法的流程图。其中，步骤70代表初始小区搜索第一步骤，进行SYNC-DL码字检测和(粗略的)帧同步。然后进入步骤71，对应为初始小区搜索第二步骤，根据由SYNC-DL码字确定的码组，以及有关同步信息，来进行Midamble码字序列的检测。其中，当步骤71采用由本发明公开的一种Midamble码字序列检测方法和装置后，在步骤72中可根据第二步骤是否产生“拒绝”信号来控制有关处理流程：若第二步骤的“拒绝”标志为“假”，表明第二步骤已经成功检测到了一个“可信度”较高Midamble码字序列，此时可启动后续模块，包括路径搜索(Path Search)、同步跟踪(Tracking)、自动频率控制(AFC)和初始小区搜索第三步骤等，利用该Midamble码字序列检测进行有关工作；另一方面，若第二步骤的“拒绝”标志为“真”，表明第二步骤未能检测到一个“可信度”足够高Midamble码字序列，这可能有多种原因造成，包括：(1)SINR过低；(2)输入SYNC-DL码字错误；(3)输入同步信息错误；(4)频点错误；等等。此时，如图7所示，可回到第一步骤重新进行有关检测和同步处理(作为另一种选择，也可回到更前面的频点搜索阶段重新进行有关搜索)，并根据新的结果重新执行第二步骤。如果发现第二步骤拒绝的次数大于某个门限值C后(步骤73)，则用户设备将放弃在该频点上的搜索，而继续在下一个频点上进行搜索(或者进行其它系统，如W-CDMA和GSM系统的搜索)。采用该控制流程的好处是，对于那些错误的异常情况，通过由本发明公开的一种Midamble码字序列检测方法和装置，可尽量早地将这些情况排除，已避免差错传播而导致后续步骤进行无谓的操作。这样可以有效地缩短整体初始小区搜索时间，这对于工作环境往往较恶劣的TD-SCDMA系统中的初始小区搜索有着十分重要的意义。

图8所示将本发明应用于TD-SCDMA系统初始小区搜索过程中的另一种流水线结构方法的示意图。与图7所示的“串行”(Serial)工作方式相对的，这里第一步骤和第二步骤采用了一种“并行”工作方式，即除了初始阶段外，第一步骤和第二步骤同时按一种“流水线”(Pipeline)方式工作。参考图8，每次第一步骤和第二步骤操作均是通过处理总共F帧的数据来完成的，其中F为一个正整数，例如可取F＝5。首先，在最初的F帧中仅第一步骤工作(对应步骤800)，并在接着的F帧的开头将其结果传递给第二步骤。在接下去F帧中，第二步骤(步骤810)根据之前F帧第一步骤的结果，进行有关处理；同时第一步骤(步骤801)重新进行有关工作(或者，也可以将输出结果与之前第一步骤的结果按某种方式合并以提高准确性)；当这F帧处理完毕后，判断第二步骤是否产生了拒绝信号：若否，则该“流水线”工作方式成功结束，继续进行后续有关处理完成初始小区搜索过程；若是，则在下F帧中，第二步骤将根据本次第一步骤的输出结果重新进行有关检测处理。图8中所示为后一种情况。类似的，在接着的F帧中，第一步骤(步骤802)和第二步骤操作(步骤811)仍然并行工作。若该F帧结束后，第二步骤仍然产生拒绝信号，则以上过程将按这种“流水线”方式不断进行，直到某次第二步骤产生了接受信号。例如，在图8中，在接下去的F帧后，第二步骤(步骤812)没有产生“拒绝”信号(亦即接受Midamble码字序列检测结果)，则“流水线”方式成功结束，系统控制将启动后续有关模块；同时，本次第一步骤(步骤803)的输出结果被丢弃。如图8所示的“流水线”方式与如图7所示的常规的“串行”方式相比，虽然复杂度有所提高(因为第一步骤和第二步骤需要同时处理)，但是其搜索时间(特别是在恶劣工作环境下)却可以大大缩短。例如，如果在图7所示的“串行”工作方式中，第一步骤和第二步骤各需执行N次来完成，即总共需要2*N次；则按如图8所示的“流水线”方式，只需要N+1次就可以完成。当N取值较大时，按“流水线”方式工作可节约近50％的搜索时间。而实现如图8所示的“流水线”方式的关键，是必须在第二步骤给出“接受”或者“拒绝”信号，作为“流水线”终止或者继续进行的判决依据——而根据本发明提出的一种Midamble序列码字检测方法和装置，能够很好地满足上述要求。

至此，已经结合附图详细地描述了本发明的一种最佳实施方式。本领域的普通技术人员应该可以认识到，这里用于描述本发明的各种逻辑单元、模块、电路以及算法步骤等，可以采用电子硬件(electronic hardware)、计算机软件(computer software)或者它们的组合来付诸实现。这里对各种元件、单元、模块、电路和步骤通常都是按照他们的功能来描述的，实现时究竟采用硬件还是软件，是由整个系统的具体应用和设计约束来决定的。本领域的普通技术人员应该可以认识到在特定情况下硬件和软件的可互换性，并能针对具体应用采用最佳方式来实现本发明所描述的一种在TD-SCDMA系统初始小区搜索过程中检测Midamble训练序列的方法。

例如，这里用于描述本发明的各种逻辑单元、模块、电路以及算法步骤等，可采用以下方式或者它们的组合来实现，包括：数字信号处理器(DSP)、特殊用途集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分离的(discrete)逻辑门(gate)或者晶体管(transistor)逻辑、分离的硬件元器件(例如寄存器和FIFO)、执行一系列固件(firmware)指令的处理器、传统的编程软件(programmable software)和有关处理器(processor)等。其中，处理器可以是微处理器(microprocessor)，也可以是传统的处理器、控制器(controller)、微控制器(microcontroller)或者状态机(state machine)等；软件模块可存在于RAM存储器、闪存(flashmemory)、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或者任何现有已知的存储介质中。

本领域的普通技术人员显然清楚并且理解，本发明所举的最佳实施例仅用以说明本发明，而并不用于限制本发明，本发明所举各实施例中的技术特征，可以任意组合，而并不脱离本发明的思想。根据本发明公开的一种应用于TD-SCDMA移动通信系统中的Midamble序列的检测方法和设备，可以有许多方式修改所公开的发明，并且除了上述的具体给出的优选方式外，本发明还可以有其它许多实施例。因此，凡属依据本发明构思所能得到的方法或改进，均应包含在本发明的权利范围之内。本发明的权利范围由所附权利要求限定。

Claims (35)

1.一种时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，该方法包含下列步骤：

(1)：中导码序列接收信号采样提取步骤，根据由初始小区搜索第一步骤提供的有关定时信息，按照一定的采样和接收方式，提取当前帧内中导码序列部分的及其附近的接收信号，得到一采样序列r；

(2)：中导码序列生成步骤，根据由初始小区搜索第一步骤检测到的下行同步码所确定的码组，对于该码组中每个候选中导码序列，分别生成一个序列s；

(3)：滑动相关步骤，将接收到的中导码信号采样序列r分别与每个候选中导码序列s在按某种方式进行滑动相关后，得到相关输出序列C；

(4)：时延包络计算步骤，根据相关输出序列C分别计算对应于每个候选中导码序列的时延包络D；

(5)：多帧合并步骤，将每个包络D分别与前一帧中得到的、对应于同一候选中导码序列的时延包络D按一定的合并方式进行合并，并保存合并结果；经过F帧合并后，对应于每个候选中导码序列，得到一个时延包络DP；

(6)：路径选择步骤，根据多帧合并后的、对应每个候选中导码序列的时延包络DP，按一定路径选择准则进行路径选择，得到路径集合S；

(7)：似然值计算步骤，对应每个候选中导码码字序列，分别将时延包络DP中位于所选择路径S上的值进行合并，得到相应的“似然值”H；

(8)：最大值检测步骤，找出“似然值”H最大的候选中导码序列，其序号为M；

(9)：可信度计算步骤，根据最大似然值中导码序列、以及其它所有候选中导码序列的“似然值”，计算出最大似然值中导码序列的“可信度”R；

(10)：比较步骤，将“可信度”R与一个预设门限T进行比较；

(11)：检测拒绝标志输出步骤，根据比较步骤的比较结果，来设置输出检测“拒绝”标志的值；

(12)：中导码序列序号输出步骤，当输出检测“拒绝”标志为“假”时，接受检测结果，输出最大似然值中导码序列的序号M。

2.如权利要求1所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的采样和接收方式是：按照一定的采样速率，接收一搜索窗内中导码序列，以及其附近数据的采样值；该搜索窗包含长为144码片的中导码信号部分位置以前的L个码片，以及之后W个码片内的采样数据，及总共包含L+W+144个码片内的数据采样。

3.如权利要求2所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，所述的采样速率的倍数为2，即可采样并接收2(L+W+144)个数据码片。

4.如权利要求2或3所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，所述的L和W取值为16。

5.如权利要求2所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，所述的中导码信号部分位置是由初始小区搜索第一步骤所得到的下行导频时隙部分的起始位置P_DwPTS所导出的；其导出公式：中导码信号部分的起始位置为P_Midamble＝P_DwPTS-352-16。

6.如权利要求1所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的采样和接收方式是：提取并接收长为144码片的中导码信号部分中后128个码片内，或者是中间某一端128个码片内的数据采样。

7.如权利要求1所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的滑动相关步骤包括：

(3.1)：将每个长度为N的候选中导码序列s取共轭，得到长度N的序列s^*；

(3.2)：在第i时刻，将接收到的采样序列r_i和序列s^*进行逐元素相乘，得到一长度为N的输出序列y_i；

(3.3)：根据一定的相关方法，得到相关输出C_i。

8.如权利要求7所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，所述的相关方法是：将序列y_i中的所有N个元素，通过相加后得到相关输出C_i，即： $C_i=\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{i,k}.$

9.如权利要求7所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，所述的相关方法包含下列步骤：

(3.3.1)：将序列y_i均分成N/P段子序列，P为每段子序列长度；

(3.3.2)：将所述N/P段子序列相加，得到N/P个部分相关输出{p₁，p₂，…，p_N/P}，即： $p_k=\underset{j=1}{\overset{P}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{i,(k-1)\×P+j},$ k＝1，2，…，N/P；

(3.3.3)：将上述部分相关输出数据平方合并，得到相关输出C_i，即：

$C_i=\underset{k=1}{\overset{N/P}{\mathrm{\Σ}}}{\left|p_k\right|}^2.$

10.如权利要求7所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，所述的相关方法包含下列步骤：

(3.3.1)：将序列y_i均分成N/P段子序列，P为每段子序列长度；

(3.3.2)：将所述N/P段子序列相加，得到N/P个部分相关输出{p₁，p₂，…，p_N/P}，即： $p_k=\underset{j=1}{\overset{P}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{i,(k-1)\×P+j},$ k＝1，2，…，N/P；

(3.3.3)：将上述部分相关输出数据共轭相乘，并相加，得到相关输出C_i，即： $C_i=\underset{k=1}{\overset{N/P-1}{\mathrm{\Σ}}}(p_k^{*}\×p_{k+1}).$

11.如权利要求8所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(4)，时延包络的计算，是通过求对应相关输出C_i的模值的平方获得的，即： $D_k^m={\left|C_k^m\right|}^2,$ k＝1，2，…，2×(L+W+1)，m＝1，2，3，4，其中，m表示码组中的中导码序列序号。

12.如权利要求8所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(4)，时延包络的计算，是取相关输出C_i的模值获得的，即： $D_k^m=\left|C_k^m\right|,$ k＝1，2，…，2×(L+W+1)，m＝1，2，3，4，其中，m表示码组中的中导码序列序号。

13.如权利要求9所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(4)，时延包络的计算，是直接取相关输出值Ci作为时延包络，即： $D_k^m=C_k^m,$ k＝1，2，…，2×(L+W+1)，m＝1，2，3，4，其中，m表示码组中的中导码序列序号。

14.如权利要求10所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(4)，时延包络的计算，是直接取相关输出值C_i作为时延包络，即： $D_k^m=C_k^m,$ k＝1，2，…，2×(L+W+1)，m＝1，2，3，4，其中，m表示码组中的中导码序列序号。

15.如权利要求11至14任一所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(5)，多帧合并步骤，包含下列步骤：

(5.1)：判断帧计数是否大于1，如否，保存当前帧的时延包络，并直接进行步骤(5.3)；

(5.2)：如是，则将当前帧产生的每个时延包络分别与之前帧中得到的，对应于同一候选中导码序列的时延包络进行合并，并保存合并结果；

(5.3)：将帧计数加1；

(5.4)：判断帧计数是否大于一参数值F，如是，则对应于每个候选中导码序列，记所得的一个时延包络DP，并进行下序步骤(6)；如否，则再进行中导码序列接收信号采样提取、滑动相关、时延包络、及多帧合并的步骤。

16.如权利要求15所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，所述的F取值为3～5之间。

17.如权利要求15所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(5.2)中时延包络进行合并，采用逐元素相加的方法。

18.如权利要求15所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(6)，路径选择包含下列步骤：

(6.1)：通过一系列比较得到时延包络模值最大的路径，并记其模值为P_max；

(6.2)：选取所有模值大于(P_max-T₁)的路径，设该路径选择结果集合为S，参数T₁为一个预设的门限值；其取值为一个大于0的正实数。

19.如权利要求18所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(6.2)中的参数T₁可取T₁＝3dB。

20.如权利要求15所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(6)，路径选择包含下列步骤：

(6.1)：计算时延包络中所有路径的模值的平均值，并记为P_avg；

(6.2)：选取所有模值大于(P_max+T₂)的路径，设该路径选择结果集合为S，参数T₂为一个预设的门限值，其取值为一个大于0的正实数。

21.如权利要求20所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(6.2)中的参数T₂可取T₂＝6dB。

22.如权利要求15所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(6)，路径选择步骤，是通过一系列比较后选取时延包络中模值最大的X条路径，设该路径选择结果集合为S。

23.如权利要求18或20所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(6.2)后，如选择的路径值数大于X，则再在其中选取模值最大的X条路径，设该路径选择结果集合为S。

24.如权利要求22所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，所述的参数X为一个正整数，推荐的取值为1～5之间。

25.如权利要求18至22任一所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(7)，似然值计算步骤，对应每个候选中导码码字序列，分别将时延包络DP中位于所选择路径S上的值进行合并，得到似然值H^m， $H^m=\left|\underset{k\∈S^m}{\mathrm{\Σ}}D{P}_k^m\right|,$ m＝1，2，3，4。

26.如权利要求25所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(8)，最大值检测步骤，用户终端找出似然值最大的中导码序列，记其序号为M，1≤M≤4， $M=\arg \underset{m}{\max }\left\{H^m\right\}.$

27.如权利要求26所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(9)，可信度计算步骤，可信度R：

$R=\frac{H^M}{\underset{m\≠M}{\mathrm{mean}}\left\{H^m\right\}};$

函数mean(·)表示求平均值计算。

28.如权利要求27所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(10)，比较步骤，是将R和一预设值T进行比较，并得到一比较结果，该预设值T为一正实数，且T≥1。

29.如权利要求28所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法，其特征在于，步骤(11)，检测拒绝标志输出包含以下步骤：

(11.1)：若R≥T，则输出中导码序列序号M，同时将输出检测“拒绝”标志置为“假”，标志初始小区搜索第二步骤中导码序列检测过程“接受”检测结果，即产生“接受”信号，并成功结束；

(11.2)：若R＜T，则将输出检测“拒绝”标志置为“真”，即产生“拒绝”信号，标志初始小区搜索第二步骤中导码序列检测过程检测失败，亦即所有候选的中导码序列均“不可信”，返回到之前的小区搜索步骤。

30.一种时分同步码分多址系统中检测中导码序列的装置，该装置包含一中导码序列接收信号提取器，一中导码码字序列生成器；

所述的中导码序列接收信号提取器，根据由初始小区搜索第一步骤提供的有关同步信息，按某种方式提取当前帧内中导码部分及其附近的接收信号，得到一个采样序列；

所述的中导码码字序列生成器，根据由初始小区搜索第一步骤检测到的下行同步码所确定的码组，对于该码组中每个候选中导码码字序列，分别生成一个序列；

该中导码序列接收信号提取器和该中导码码字序列生成器的输出端均电路连接一滑动相关器单元的输入端；

所述的滑动相关器单元，将接收中导码信号采样序列分别与每个候选中导码码字序列在按某种方式进行滑动相关后，得到相关输出序列；

该滑动相关器单元的输出端依次电路连接一时延包络计算器单元，一多帧合并器单元，一似然值计算器单元；

所述的时延包络计算器单元，根据相关输出序列分别计算对应于每个候选中导码码字序列的时延包络；

所述的多帧合并器单元将每个包络分别与之前帧中得到的、对应于同一候选中导码码字序列的时延包络按某种方式进行合并，并保存合并结果；经过若干帧合并后，对应于每个候选中导码码字序列，得到一个时延包络；

所述的似然值计算器单元，用于对应每个候选中导码码字序列，分别将时延包络中所选择路径上的值进行合并，得到相应的“似然值”；

所述的多帧合并器单元的输出端还电路连接一路径选择器单元的输入端，该路径选择器单元的输出端电路连接该似然值计算器单元的一输入端；

所述的路径选择器，用于根据多帧合并后的、对应每个候选中导码码字序列的时延包络，按一定准则来进行路径选择；

该似然值计算器单元的输出端分别连接一可信度计算器和一最大值检测器的输入端，且该最大值检测器输出端还电路连接可信度计算器的另一输入端；

所述的可信度计算器，用于根据最大似然值中导码码字序列、以及其它所有候选中导码码字序列的“似然值”，计算出最大似然值中导码码字序列的“可信度”；

所述的最大值检测器，用于找出“似然值”最大的候选中导码码字序列；

所述的可信度计算器的输出端还电路连接一比较器；

所述的比较器，用于将“可信度”计算结果与一个预设门限进行比较，并根据比较结果来设置输出检测“拒绝”标志的值。

31.如权利要求30所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的装置，其特征在于，所述的滑动相关器单元包含4个并联连接的滑动相关器。

32.如权利要求31所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的装置，其特征在于，所述的时延包络计算器单元包含4个并联连接的时延包络计算器，且各时延包络计算器对应串联连接该各滑动相关器。

33.如权利要求32所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的装置，其特征在于，所述的多帧合并器单元包含4个并联连接的多帧合并器，且各多帧合并器对应串联连接该各时延包络计算器。

34.如权利要求33所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的装置，其特征在于，所述的似然值计算器单元包含4个并联连接的似然值计算器，且该各似然值计算器对应串联连接该各多帧合并器。

35.如权利要求34所述的时分同步码分多址系统中检测中导码序列的装置，其特征在于，所述的路径选择器单元包含4个路径选择器，且该各路径选择器对应电路连接于该各多帧合并器和该各似然值计算器之间。

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