CN100417053C - 能够与周边基站建立同步的码分多址接收机 - Google Patents

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Abstract

一种CDMA基带接收机，包括第一相关单元，从扩频调制信号和基站共用的短码来计算第一相关值；候选长码相位输出部，根据扩频调制信号和所确定的长码输出所选择的候选长码相位，其与从第一相关值中选出的一个相应，所选择的候选长码相位是除已知的基站的候选长码相位以外的值；和长码确定部，由扩频调制信号、短码和根据所选的候选长码相位而产生的长码产生对未知基站的确定长码。每个长码对于一个基站是特定的。

Description

能够与周边基站建立同步的码分多址接收机
本发明涉及一种码分多址(CDMA)基带接收机，其能够在周边小区搜索操作时建立与周边基站的高精度的同步。
在这种异步方式的DS-CDMA通信系统中，为彼此相邻的单元分别提供多个使用相同频带的基站。当基站与移动台通信时，基站利用具有重复数据码元周期并且对于基站是公共的短码、和一个具有比重复数据码元周期长的重复周期并且对于基站是特定的长码来发送双扩频信号。
在这种情况下，当在一个单元中的移动台移动到相邻的单元时，并且当移动台与多个基站执行同时通信时，需要进行周边小区搜索操作，以与相对于设置在相邻单元中的基站是特定的长码建立同步。
常规情况下，在上述周边小区搜索操作中，简单地检测具有与周边基站的所检测长码的最大相关值的长码并将其识别为相邻基站的长码。
图1显示了常规CDMA基带接收机的结构。如图1所示，常规的CDMA基带接收机主要包括：短码产生单元60、相关单元A61、最大相关峰值相位检测单元62、长码产生单元63、相关单元B64、阈值计算单元65、扩频码产生单元A66-1至66-m，已知基站延迟范围产生单元67-1至67m、基本路径检测单元68、解调相关单元(1)69-1至(k)69-k、扩频码产生单元B70-1至70k，以及RAKE合成单元71。
现在，参考图1，说明常规CDMA基带接收机的周边小区搜索操作。
接收信号被转换为扩频调制信号，作为在图中未示出的前级电路的基带信号，并输入到CDMA基带接收机中。短码产生单元60产生具有数据码元周期的码元代码作为短码，其对各基站是共用的。相关单元A 61仅利用由短码产生单元60在N个周期上产生的短码作为长码周期来对输入扩频调制信号执行相关检测。最大相关峰值相位检测单元62从相关单元A 61输出的相关值的最大值中检测Q个相关值，以储存相关值及其相位。来自最大值中的Q个相关值的相位被用作周边基站的候选长码相位。
长码产生单元63产生与从最大相关峰值相位检测单元62输出的Q个长码相位候选值相应的Q个长码。相关单元B64计算在扩频调制信号和通过将短码产生单元60输出的短码与从长码产生单元63产生的Q个长码相乘得到的扩频码之间的相关值，以得到A种长码的相关值。阈值判定单元65确定从相关单元B 64输出的相关值中最大的一个，其等于或大于预定的阈值，作为相邻基站的长码。利用所确定的长码可以建立与基站的同步。
同时，扩频码产生单元A 66-1至66m将对于基站特定的长码(其由阈值判定单元65确定)乘上短码，以产生m种扩频码。已知基站延迟范围产生单元67-1至67-m从扩频码产生单元A 66-1至66m产生的m种扩频码以及扩频调制信号确定包含长码的n个码片周期的相关值，以产生和储存接收信号所来自的m个基站的延迟范围(profile)。
基本路径检测单元68对于m个基站从延迟范围的最大值检测P个相关值的相关峰值相位。扩频码产生单元B 70-1至70k将由阈值判定单元65确定的对于基站为特定的长码乘上短码以产生k种扩频码。解调相关单元69-1至69-k分别利用扩频码产生单元B 70-1至70-k输出的k种扩频码计算并产生来自基本路径检测单元68的P个相关峰值相位与扩频调制信号之间的k个相关输出。RAKE合成单元71将从解调相关单元69-1至69-k输出的k个相关输出同步，以产生数字信号的解调信号。解调信号用于在后级电路中再生数字数据位，该后级电路在图中未示出。
在由常规CDMA基站接收机执行的周边小区搜索操作中，利用仅使用短码执行的相关检测而得到的相关峰值相位，建立与基站的同步。
但是，当通过仅用对于基站共用的短码进行的相关检测来检测最高的Q个相关值的相位时，已知基站的相关峰值相位也被检测到，其包括多路径传播成分。在常规CDMA基站接收机的周边小区搜索操作中，其不可能消除包含多路径传播成分的已知基站的相关峰值相位。因此，长码的识别类似地用已知基站的长码相位来执行。
如上所述，当已知基站的长码相位用于执行长码识别时，不仅在与周边小区建立同步中的精度降低，而且搜索时间也会增加。
此外，当通过仅用短码进行的相关检测来检测最高的Q个相关值时，存在所有被检测的相关值是已知基站的相关峰值相位的可能性。在这种情况下，即使存在合适的周边基站，也不可能建立与基站的同步。
与上述说明相结合，在日本未决专利申请公开(JP-A-Heisei 10-126378)中公开了一种CDMA通信系统。在该参考文献中，基站(2)用长码和短码来扩频和调制数据信号。发送部(13)发送一个扩频调制数据信号，其中的数据信号仅通过长码的每个预定位置的短码来扩频和调制。移动台(1)通过接收部(4)接收扩频调制数据信号。控制处理部(6)的短码识别部(7)进行短码的识别处理。长码识别部(8)根据短码识别处理的定时进行长码的识别处理。在长码的相同定时的一组中的接收电平(相关值)被储存在接收电平表(10)中。利用具有最大接收电平的长码对所接收的扩频调制数据信号进行扩频和解调操作。
另外，在日本未决专利申请公开(JP-A-Heisei 10-126380)中公开了一种DS-CDMA通信接收机。在该参考文献中，与控制通道的短码的相关性由匹配滤波器(22)在搜索操作中检测。还有，检测最大功率的相关峰值位置作为长码的定时。接着，并行地设置以进行RAKE合成的相关单元(28-1至28-n)在所检测的长码定时确定系统所期望的长码。在建立长码同步后，多路径信号用相关单元(28-1至28-n)来接收，以通过RAKE合成来确定数据。将周边小区的长码识别为候选是通过作用匹配滤波器(22)在周边小区搜索操作中进行的。来自通信基站的信号被用相关单元(28-1至28-n)所接收，并实现安全的转移。
另外，在日本未决专利申请公开(JP-A-Heisei 10-200447)中公开了一种DS-CDMA通信接收机。在该参考文献中，基带接收信号被提供给匹配滤波器(1)，以计算与来自扩频码产生单元(2)的扩频码的相关性。信号功率计算部(3)计算从匹配滤波器(1)输出的相关值功率，以输出一个长码至同步定时确定部(4)、一阈值计算部(5)和一长码识别部(6)。扩频码产生部(2)在一初始单元搜索操作中产生基站的控制通道所共用的短码#0。在确定长码同步定时后，N个码片的每一片(作为对于基站特定的长码#i的合成码的扩频码序列的一部分)和短码#0被输出，同时被替换。
还有，在日本未决专利申请公开(JP-A-Heisei 11-122141)中公开了一种初始同步捕捉方法。在此参考文献中，发送台在掩码块(a)中的掩码块之后，在一操作定时设置对于发送台是特定的长码的种类和相位之一或设置二者，并发送掩码块。接收台解调该掩码块，以获得对于要连接的信道的长码的种类和相位之一或二者，以及可选定时。这样，就实现了初始同步捕捉方法。
再有，在日本未决专利申请公开(JP-A-Heisei 11-196460)中公开了一种扩频码同步方法。在此参考文献中，假设s(0)-s(3)是通过在将长码乘以共用短码所得的代码与接收信号的一定间隔(相关检测间隔1)#0-#3的接收信号之间的相关检测输出矢量。该相位根据码元的数据(此例中为+1或-1)按s()来旋转。因此，当s()的矢量和被计算时，在码元之间的相关性被抵消，从而不能进行高精度的相关检测。因此，计算在掩码码元B的接收定时在接收信号和共用短码之间的相关性，并用相关检测输出(逆扩频信号)矢量p(B)的相关检测输出从s()中去除数据调制成分和由于衰减造成的幅度和相位波动。
因此，本发明是考虑到上述问题而提出的。本发明的一个目的是，提供一种CDMA基带接收机，其能够在短时间内在CDMA通信系统的周边小区搜索操作中与周边基站建立高精度的同步。
为了实现本发明的第一个方面，一种CDMA基带接收机，包括第一相关单元，一候选长码相位输出部和一长码确定部。第一相关单元从扩频调制信号和基站共用的短码来计算第一相关值。候选长码相位输出部根据扩频调制信号和所确定的长码输出所选择的候选长码相位，其与从第一相关值中选出的值相应。所选择的候选长码相位是除已知的基站的候选长码相位以外的值。长码确定部由扩频调制信号、短码和根据所选的候选长码相位而产生的长码产生对未知基站的确定长码。每个长码对于一个基站是特定的。
优选的是与所选候选长码相位相应的相关值比第一预定阈值大。
另外，候选长码相位输出部可输出与所选择的已知基站的第一预定数目的第二相关值相应的相关峰值相位。
另外，候选长码相位输出部可包括最大相关峰值相位检测单元、扩频码产生单元、延迟范围产生单元以及相位检测单元。最大相关峰值相位检测单元从第一相关值中高于第二预定阈值的最大值检测和保存与第二预定数目的第一相关值相应的峰值相位，作为候选长码相位。扩频码产生单元分别从短码和确定的长码产生扩频码。延迟范围产生单元根据所产生的扩频码分别产生已知基站的延迟范围。相位检测单元从根据所产生的延迟范围所计算的第三阈值中检测高于第三预定阈值的一个阈值，并将与所检测到的第三相关值对应的峰值相位储存在峰值相位存储装置中。最大相关峰值相位检测单元比较第二预定阈值和每个第一相关值，并从第一相关值中大于第二预定阈值的最大值中检测与第二预定数目对应的峰值相位。还有，最大相关峰值相位检测单元比较每个检测峰值相位和在峰值相位存储装置中所储存的相位，从所检测的峰值相位中消除所储存的峰值相位，并向长码确定部输出剩余的峰值相位，作为所选择的候选长码相位。在这种情况下，候选长码相位输出部还可包括路径检测单元，其输出所储存的已知基站的峰值相位。
还有，候选长码相位输出部可包括相关值存储装置、扩频码产生单元，延迟范围产生单元、相位检测单元、掩码设置和储存部以及最大相关峰值相位检测单元。相关值存储装置储存第一相关值。扩频码分别从短码和确定的长码产生单元产生扩频码。延迟范围产生单元根据产生的扩频码分别产生已知基站的延迟范围。相位检测单元从根据所产生的延迟范围计算出的第三相关值中检测比第三预定阈值高的值。掩码设置和储存部储存与所检测的第三相关值相应的峰值相位，并设置与储存在相关值存储装置中的峰值相位相应的值为低于第二预定值的值。最大相关峰值相位检测单元比较第二预定阈值与存储在相关值存储装置中的各第一相关值。还有，最大相关峰值相位检测单元从比第二预定阈值大的第一相关值中的最大值输出与第二预定数目相应的峰值相位，作为所选择的候选长码相位的值输出到长码确定部。在此情况下，候选长码相位输出部还可包括路径检测单元，其输出所储存的已知基站的峰值相位。
在本发明的另一方面，提供一种确定CDMA基带接收机中对未知基站的长码的方法，其通过如下步骤实现：从扩频调制信号和对于基站是共用的短码来计算第一相关值；根据扩频调信号和所确定的长码，输出与从第一相关值中选出的值相应的所选择的候选长码相位，所选择的候选长码相位是除了用于已知基站的候选长码相位以外的值，以及从扩频调制信号、短码和根据所选择的候选长码而产生的长码来确定未知基站的长码，每个长码对于一个基站是特定的。
在这种情况下，优选与所选择的候选长码相应的相关值比第一预定阈值大。另外，输出所选择的候选长码相位还可包括输出相关峰值相位，其与所选择的对于已知基站的第一预定数目的第二相关值相应。
另外，输出所选择的候选长码相位可以通过以下步骤来实现：从第一相关值中比第二预定阈值高的最大的一个值检测和保存作为候选长码相位的峰值相位，该峰值相位对应于第二预定数目的第一相关值；从短码和预定的长码分别产生扩频码；根据所产生的扩频码分别产生对于已知基站的延迟范围；从所保存的候选长码相位中消除与所产生的延迟范围的峰值相位相应的候选长码相位；以及向长码确定部输出剩余的候选长码相位作为所选择候选长码相位。
还有，输出所选择的候选长码相位可以通过以下步骤来实现：分别从短码和确定的长码产生扩频码；根据所产生的扩频码分别产生对于已知基站的延迟范围；从所产生的延迟范围计算的第三相关值中检测高于第三预定阈值的值，并在峰值相位存储装置中储存与所检测的第三相关值相应的峰值相位；比较第二预定阈值与各第一相关值；从比第二预定阈值大的第一相关值中的最大值检测出与第二预定数目的值相应的峰值相位；比较各检测到的峰值相位和峰值相位存储器所储存的峰值相位，以从所检测的峰值相位中消除所储存的峰值相位；向长码确定部输出剩余的峰值相位，作为所选择的候选长码相位。在这种情况下，所储存的峰值相位可对已知的基站输出。
还有，输出所选择的候选长码相位可以通过以下步骤来实现：在相关值存储装置中储存第一相关值；分别从短码和确定的长码产生扩频码；根据所产生的扩频码分别产生对于已知基站的延迟范围；从根据所产生的延迟范围计算的第三相关值中检测高于第三预定阈值的值；储存与所检测的第三相关值相应的峰值相位；设置与储存在相关值存储装置中的第一相关值的所储存的峰值相位相应的值为低于第二预定阈值的值；比较第二预定阈值与储存在相关值存储装置中的各第一相关值；从比第二预定阈值大的第一相关值中最大的一个输出与第二预定数目的值相应的峰值相位，作为所选择的候选长码相位，输出到长码确定部。在这种情况下，所储存的峰值相位可对已知的基站输出。
图1是常规的CDMA基带接收机的结构方框图；
图2是根据本发明第一实施例的CDMA基带接收机的结构的方框图；
图3是第一实施例中最大相关峰值位检测单元的结构例的方框图；
图4是第一实施例中最大相关峰值位检测单元的处理例的流程图；
图5是在长码的掩码码元相位和长码相位之间的关系例的方框图；
图6说明了由已知基站延迟范围产生单元所产生的延迟范围；
图7说明了在第一实施例中已知基站延迟范围产生单元的算法的例子；
图8A和8B是显示在第一实施例中，当没有与基站同步时执行初始基站同步建立过程的流程图；
图9是显示在第一实施例中初始基站同步建立过程从同步检测到解调的处理过程的流程图；
图10A至10C是显示在第一实施例中当能够与一个或多个基站建立同步时，执行周边小区搜索操作的处理过程的流程图；
图11是根据本发明第二实施例的CDMA基带接收机的结构的方框图；
图12是第二实施例中已知基站最大相关峰值相位检测单元的处理过程的流程图；
图13A和13B是说明第二实施例中最大相关峰值相位检测单元处理过程的流程图；
图14A至14C是说明当与第二实施例中的一个或多个基站可建立同步时周边小区搜索操作的处理过程的流程图；
图15是显示根据本发明第三实施例的CDMA基带接收机的结构的方框图；
图16是显示根据本发明第四实施例的CDMA基带接收机的结构的方框图；
图17A和17B是说明当与第四实施例中一个或多个基站可建立同步时，周边小区搜索操作的处理过程的流程图。
下面将参考附图详细说明本发明实施例的CDMA基带接收机。说明具体参考以下的实施例进行。
第一实施例
图2是根据本发明第一实施例的CDMA基带接收机的结构的方框图。图3是第一实施例中最大相关峰值位检测单元的结构例的方框图。图4是第一实施例中最大相关峰值位检测单元的操作例的流程图。
图5是用来说明长码掩码特征相位和长码相位之间关系的示图。图6是说明由已知基站延迟范围产生单元产生的延迟范围的图。图7显示了将已知基站延迟范围产生单元应用于第一实施例的算法框图。图8A和图8B是关于在第一实施例中，当没有与基站同步时，基站进行同步的初始操作过程的流程图。图9是显示在第一实施例中在基站初始同步建立过程中从同步检测到解调过程的流程图。图10A、10B和10C是用来说明当周边小区能与一个或多个基站建立同步时所执行搜索操作过程的流程图。
如图2所示，第一实施例的CDMA基带接收机主要由短码产生单元1、相关单元A 2、最大相关峰值相位检测单元3、扩频码产生单元A 4-1到4-m、已知基站延迟范围产生单元5-1到5-m、基本路径检测单元6，解调相关单元7-1到7-k、扩频码产生单元B 8-1到8-k、RAKE合成单元9、已知基站相位检测单元10、长码产生单元11、相关单元B 12和阈值判定单元13构成。
短码产生单元1对所有基站产生一个短周期扩频码(短码)，并以相同的重复周期作为数据特征周期。相关单元A 2在由短码产生单元1产生的短码和在周期长度与长码周期相同的N个周期(N是一个随机自然数，其大小取决于系统)中收到的扩频调制信号之间执行相关值计算。最大相关峰值相位检测单元3从被相关单元A 2所计算出的最大相关值中检测较大的Q个相关值(其中Q为一个随机自然数)。随后，最大相关峰值相位检测单元3保存检测到的Q个相关值和对应于该Q个相关值的Q个相关峰值相位。此后，该Q个相关峰值相位被用作候选长码相位。
扩频码产生单元A 4-1至4-m将通过阈值判定单元13的相位同步过程所获得的对于基站为特定的长码乘以短码，从而产生m(m是系统所决定的可接收的最大基站数目)扩频码。已知的基站延迟范围产生单元5-1至5-m通过使用扩频调制信号和由扩频码产生单元A 4-1至4-m所产生的扩频码在包括长码相位的n(n是一自然数，取决于接收机的性能)个码片周期中计算相关值。随后，已知的基站延迟范围产生单元5-1至5-m为所接收信号来自的m个基站产生和存储延迟范围。
基本路径检测单元6从已知的基站延迟范围产生单元5-1至5-m所产生的延迟范围中检测相关峰值相位以得到最大P(P是随机自然数且P≤k)相关值。解调相关单元7-1至7-k使用扩频码产生单元B8-1至8-k所产生的扩频码来与基本路径检测单元6所提供的一P个相关峰值相位中的每个的扩频调制信号进行相关性计算。扩频码产生单元B 8-1至8-k将由阈值判定单元13所决定的对每个基站为特定的长码乘以短码，从而产生k个(k是由接收机性能所决定的自然数)扩频码。RAKE合成单元9由解调相关单元7-1至7-k合成k个相关输出来输出解调信号。
已知基站相位检测单元10将最大相关峰值相位检测单元3所获得的Q个候选长码相位与已知基站延迟范围产生单元5-1至5-m所获得的m个延迟范围进行比较，以便检测在与所有候选长码相位中之任一具有相同的相位中是否存在相关峰值。然后，在从所有的Q个长码相位中去掉那些具有与相关峰值相同相位的候选长码相位后，已知基站相位检测单元10输出剩余的候选长码相位。长码产生单元11产生具有与已知基站相位检测单元10所输出的剩余的候选长码相位相同相位的长码。
相关单元B 12进行扩频调制信号和扩频码间的相关值计算，其中，扩频码是由短码产生单元1所产生的扩频短码与由长码产生单元1所产生的长码(其中已去掉已知基站的长码)相乘所得的结果。阈值判定单元13为相关单元B 12计算出的最大相关值选择长码来作为候选长码。当相关值等于或大于预定的阈值时，阈值判定单元13便判定该长码为某基站特定的长码，以便与该基站建立同步。当相关值小于预定的阈值时，相关单元B 12进一步为下一个长码候选进行相关性计算。
以下，参照图3的结构图，对最大相关峰值相位检测单元3进行说明。
如图3所示，最大相关峰值相位检测单元3由比较单元15和候选相位存储器16所组成。
比较单元15对来自相关单元A 2的相关值的计算结果和来自候选相位存储器16的候选长码相位的每个相位和相关值集进行比较。作为比较单元15所比较的结果，相关候选存储器16将输入的Q个候选长码相位的相位存储于奇数地址中，而将其相关值存储于偶数地址中。
以下，参照图4和图3，对最大相关峰值相位检测单元3检测过程的一个实例进行说明。
首先，假定相位和相关值的QN个集在相位LMN时被存储于候选相位存储器16中。判定QN的值是否等于Q的值(步骤S101)。当QN的值小于Q的值时，相位LMN和相关值LPN便被存储于候选相位存储器16中(步骤S102)。当QN的值等于Q的值时(步骤S101)，比较单元15将相关单元A 2所输出的相关值LPN与存储于候选相位存储器16中的QN个相关值进行比较(步骤S105和S106)。当相关值LPN大于Q个相关值中任一个时，Q个相关值中的最小相关值的相位和最小相关值被去掉，而相位LMN和相关值LPN被存储于存储器16中(步骤S107)。
以下，参照图5，对长码掩码特征和长码相位间的关系加以说明。
长码掩码码元和长码相位的关系根据基站系统来确定。当长码掩码码元的长度(长码掩码码元周期)被设为L个码片时，则计算当从相关峰值相位(参考相位LMO)起L个码片的时间已经过去时的时间，作为长码相位(0＝LMO+L)。
以下，参照图6，说明由已知基站延迟范围产生单元5-1至5-m产生的延迟范围。
在包含一已知基站BS(i)的长码相位LB(i)的n个码片周期中，相关值被计算出并被存储于存储器中。假定在长码相位0(＝LB(i))之前延迟范围产生区间被设定为a个码片周期，而在之后被设定为b个码片周期(n＝a+(b+1))。另外，假定相关值是为每个单码片周期而计算的。此种情况下，相位(LB(i)-a)处的相关值被存储于存储器地址号0处，而相位(LB(i)+b)处的相关值被存储于存储器地址号(n-1)处。另外，相位LB(i)时的相关值被存储于存储器地址号a处。此时，延迟范围存储器具有与可接收基站最大数量k-致的大小为M×N的存储器容量，且对m个当前已知基站的延迟范围已产生。
以下，参照图7和图6，对已知基站相位检测单元10的算法实例给予说明。
此时，假定在相位LMN处检测到一相关峰值候选Q(n)。于是，对k个已知基站BS1至BSk的延迟范围DP1至DPk即被产生。当基站BS(i)的长码相位是LB(i)，则延迟范围的区间便在(LB(i)-a)和(LB(i)+b)间。已知基站相位检测单元10检验基站BS(i)的延迟范围的区间内是否存在相位(LMN+L)。亦即，当(LB(i)-a)≤(LMN+L)≤(LB(i)+b)时，相关峰值候选相位Q(n)被判定为存在于延迟范围DP(i)内(步骤P102)。
当相关峰值候选相位Q(n)存在于延迟范围DP(i)内时，则参照延迟范围DP(i)被存储于其中的存储器，并检验在该延迟范围内对应于相位(LMN+L)的相位LC(i)中是否存在相关峰值(步骤P103)。然而此时，考虑到在延迟范围中的峰值具有一定的宽度，相位LC(i)之前和之后的C个码片周期已被加到峰值检测区间中。
当等于或大于阈值Thi的相关值存在于相位LC(i)之前和之后的C个码片周期中时，便判定在延迟范围中对应于相位(LMN+L)的位置存在相关峰值，且该相关峰值候选相位Q(n)被从候选相位存储器16中去掉(步骤P104)。当相关峰值不超过阈值THi，并且不在延迟范围的峰值检测区间内时，便对下一个基站的延迟范围进行相似的检测(步骤P105和P106)。
当检测完k个延迟范围后，剩余的相关峰值候选相位便被作为候选长码相位通知给长码产生单元11。可为每个基站对已知的基站相位检测单元10进行阈值THi和附加的峰值检测范围C的任意设置。
对短码产生单元1、相关单元A 2、扩频码产生单元A 4-1至4-m、基本路径检测单元6、解调相关单元7-1至7-k、扩频码产生单元B 8-1至8-k、RAKE合成单元9、长码产生单元11、相关单元B 12和阈值判定单元13中每一个的详细说明将被省略，因为此点在本发明中并不特别重要。
以下，参考流程图8A和8B、流程图9和图10A、10B及10C所示的流程图，对图2所示的CDMA基带接收机的操作给予说明。
首先，参看图8A和8B，在未与任何基站建立通信时，执行建立一初始基站同步的过程。
在相关单元A 2中，在对应于一长码周期的N个码片周期中仅仅通过使用一短码来进行相关峰值相位的检测(步骤Q101)。当最大相关峰值相位检测单元3检测到Q个候选长码相位时(步骤Q102)，由于并无通信的基站，并不产生延迟范围。因此，已知基站相位检测单元10并不对已知基站进行相位检测。
通过使用由长码与短码相乘得到的扩频码来对相关单元B12所检测到的候选长码相位进行相关值计算(步骤Q103)。随后，对所有的Q个候选长码相位执行相关性计算(步骤Q106和Q107)。进而，对所有的A类长码进行相关性计算(步骤Q108和Q109)。此后，即获得对应于最大相关值的所有最大相关值和相位(步骤Q105)。
将最大相关值用于阈值判定单元13(步骤Q110)。当最大相关值等于或大于一预定的阈值时，阈值判定单元13便判定对应于该最大相关值的相位作为长码相位，并判定此类长码为对于该基站特定的长码。于是，完成初始基站同步的建立过程(步骤Q111)。当最大相关值小于预定的阈值时，便判定未发现基站。因此，便判定初始基站的同步建立失败(步骤Q112)，而初始同步的建立过程结束。
接下来，参看图9，了解在初始基站同步建立过程中从同步检测到解调的过程。
扩频码产生单元A4-1通过使用检测到的一类长码和长码相位来对在初始基站同步建立过程中通过同步检测而获得的基站BS1产生扩频码。已知基站延迟范围产生单元5-1产生一延迟范围DP1(步骤R101)。从延迟范围中检测极点k相关值(步骤R102)。解调相关单元7-1至7-k基于检测到的相关值的相位进行操作(步骤R103)，然后，解调相关单元7-1至7-k的输出通过RAKE合成单元9被合成为一个解调信号(步骤R104)。
以下，参考图10A、10B和10C，对已与一个或多个基站建立同步时再与另外的周边基站建立同步的操作过程(周边小区搜索操作)予以说明。
相关单元A 2在长码周期的N个码片周期中仅仅通过使用短码来检测相关峰值相位(步骤T101)。最大相关峰值相位检测单元3检测Q个候选长码相位(步骤T102)。
当假定有m个同步基站(已知基站)时，已知基站延迟范围产生单元5-1至5-m为该m个基站产生延迟范围。延迟范围被用来为解调相关单元7-1至7-k确定解调定时。
在相关单元A 2和最大相关峰值相位检测单元3执行相关峰值相位检测时，对仅仅使用对所有基站共用的短码来扩频的码元的执行相关检测。结果是，检测到的Q候选长码相位有可能包含了已知基站的相位。相反，延迟范围则由基于扩频码的相关值计算而产生，其中的扩频码是由短码与基站间各不相同的长码相乘所得。因此获得每个基站的相关峰值。
参考延迟范围，已知基站相位检测单元10检测已知基站的相位。已知基站相位检测单元10从Q个候选长码相位中去掉那些被识别为已知基站相位的相位(步骤T103、T104和T106)。已知基站相位检测单元10的操作过程在图7中被详细说明。
已知基站相位检测单元10判断是否所有检测到的候选长码相位都是已知基站的相位(步骤T105)。当判定它们都为已知基站的相位时，已知基站相位检测单元10便判定未发现周边小区，于是在此刻终止对周边小区的搜索过程(步骤T107)。
另外，已知基站相位检测单元10对未被识别为已知基站相位的QN个(QN≤Q)候选长码相位进行长码识别过程。
相关单元B 12为每个检测到的QN候选长码相位进行A类长码的相关值计算(步骤T108至T114)。在这些相关峰值候选相位中，阈值判定单元13对具有最大相关值的相关峰值候选相位进行阈值判定(步骤T115)。相关值相位等于或大于预定阈值的被识别为长码相位，且此时的长码被识别为该基站的长码。此后，周边小区搜索过程便完成(步骤T116)。当相关值小于预定阈值时，便判定未发现周边基站，于是终止周边小区搜索过程(步骤T117)。
以此种方式，本实施例的CDMA基带接收机具有以下优点。
首先，在周边基站搜索操作时，参照已知基站的延迟范围，从仅仅使用短码进行相关检测而获得的候选长码相位中去掉了已知基站的相位。于是，只有周边基站的候选长码相位能被检测，从而使得周边基站的同步检测精度得到提高。
换句话说，用于长码识别过程的候选长码相位不包括已知基站的相位。因此，在阈值判定中检测的已知基站长码相位不可能被错误地识别为长码类型。因此，周边基站的长码相位和长码的类型能被可靠地检测出。
不应用以上实例时，可能存在这样的情况，即所有检测到的Q个候选长码相位均为已知基站的相位。此时，即使存在适当的周边基站，也有可能发现不了该基站。然而，应用以上实例时，不存在这样的问题。
其次，由于已知基站的相位被从同步检测的相位中去掉，则能高速进行与周边基站的同步及检测一周边基站是否存在的过程。即，在本实施例未被应用时，执行基站搜索操作所需的时间S由下列等式得到：
S＝X+Q×R×A    (1)
其中，A是要被搜索的长码的类型，Q是通过基于短码的相关检测而获得的候选长码相位的数目，P是存在于相关峰值候选中已知基站的相关峰值的数目，R是在长码识别过程中计算一类长码的相关值所需的时间，而X是为获得Q个相关峰值候选相位而进行相关性计算所需的时间。当Q个相关峰值候选相位均是已知基站的相位时，就不能建立与周边基站的相位同步。于是，便判定周边基站搜索操作失败。因此，需要时间S来判定搜索操作是否失败。
相反，在以上实施例中，执行基站搜索操作所需的时间S’由下列等式表示：
S’＝X+(Q-P)×R×A    (2)
此时，当Q个相关峰值候选相位均是已知基站的相位时，用于判定周边基站搜索操作失败所需要的时间等于X。另外，通过选择将其中已知基站的相关峰值去掉的Q个相关峰值候选相位，周边基站可在时间S内被检测，且可以判定周边基站是否存在。
<第二实施例>
图11是根据本发明的第二实施例的CDMA基带接收机的结构方块图。图12是一流程图，显示根据第二实施例的已知基站相关峰值相位检测单元的操作过程。图13A和13B是显示第二实施例中所用的最大相关峰值相位检测单元操作过程的流程图。图14A、14B和14C是显示在第二实施例中当已与一个或多个基站建立同步时进行周边小区搜索操作的流程图。
如图11所示，第二实施例的CDMA基带接收机主要由已知基站相关峰值相位检测单元17-1至17-m、已知基站相关峰值相位存储器18、最大相关峰值相位检测单元19、短码产生单元20、相关单元A21、扩频码产生单元A22-1至22-m、已知基站延迟范围产生单元23-1至23-m、基本路径检测单元24、解调相关单元25-1至25-k，扩频码产生单元B 26-1至26-k、RAKE合成单元27、长码产生单元28、相关单元B 29和阈值判定单元30构成。在这些单元中，短码产生单元20、相关单元A 21、扩频码产生单元A 22-1至22-m、已知基站延迟范围产生单元23-1至23-m、基本路径检测单元24、解调相关单元25-1至25-k，扩频码产生单元B 26-1至26-k、RAKE合成单元27、长码产生单元28、相关单元B 29和阈值判定单元30分别与第一实施例中所示的短码产生单元1、相关单元A 2、扩频码产生单元A 4-1至4-m、已知基站延迟范围产生单元5-1至5-m、基本路径检测单元6、解调相关单元7-1至7-k，扩频码产生单元B 8-1至8-k、RAKE合成单元9、长码产生单元11、相关单元B 12和阈值判定单元13相同。因此，关于它们的详细说明将省略。
在图11中，已知基站相关峰值检测单元17-1至17-m从由已知基站延迟范围产生单元23-1至23-m所产生的已知基站的延迟范围DP1至DPm中检测大于预定阈值的相关峰值的相位。已知基站相关峰值相位存储器18存储大于预定阈值的相关峰值的相位。最大相关峰值相位检测单元19检测较大的Q个相关值作为相关单元A 21的输出，以便获得相关峰值相位(候选长码相位)。此时，获得的相关峰值相位与存储于已知基站相关峰值相位存储器18中的已知基站相关峰值相位进行比较。当获得的相关相位被识别为已知基站相关峰值相位时，获得的相关相位不被当作相关峰值候选相位而存储。此外，最大相关峰值相位检测单元19具有将相关值进行阈值判定而作为相关单元A 21的输出的功能。凭此功能，可以避免将具有小相关值的相关峰值相位识别为当作候选长码相位存储的噪声的可能性。因此，可以高速进行周边小区的搜索操作。
以下，参考图12，说明已知基站相关峰值相位检测单元17-1至17-m的操作过程。
由第i个已知基站延迟范围DP(i)所获得的、且大于阈值Thi的相关值的相位被存储于已知基站相关峰值相位存储器18中(步骤L102)。对大量的当前已知基站重复同样的过程(步骤L103和L104)。
接下来，参照图13A和13B，说明第二实施例中所用的最大相关峰值相位检测单元19的处理过程。
假定从延迟范围DP1至DPm的J个已知基站相关峰值相位被存储于已知基站相关峰值相位存储器18中。此时，假定相关单元A21在相位LMN处获得一相关值LPN。将相关值LPN与预定阈值进行比较(步骤M101)。当发现LPN值小于阈值时，对应于相关值LPN的相位被判定为不是相关峰值相位。
当发现相关值LPN等于或大于阈值时，将相关值LMN与存储于已知基站相关峰值相位存储器18中的相位进行比较(步骤M102至M105)。当已知基站相关峰值相位LB(i)与相位LMN进行比较时，考虑到存在的峰值具有一预定的宽度，判断相位LMN是否存在于已知基站相关峰值相位LB(i)之前或之后的C个码片周期的相位间隔中(步骤M103)。当相位LMN存在于C个码片周期中时，相位LMN被判定为已知基站相关峰值相位。
对每个已知基站相关峰值相位LB(i)均进行以上的判断(步骤M104和M105)。当判定相位LMN与任一已知基站相关峰值相位LB(i)均不吻合时，处理程序执行下一步M106直至步骤M114，以便获得候选长码相位。由于步骤M106至M114的处理过程与图4中所示的步骤S101至S109相同，在此省略对其的详细说明。
接下来，参照图14A、14B和14C所示的流程图，对图11所示的CDMA基带接收机予以说明。此时，由于直到初始基站同步建立的处理过程均与第一实施例中图8A和8B所示的相同，故省略对其的说明。图14A、14B和14C仅仅显示了当与一个或多个基站的同步被建立时接收机执行周边小区搜索操作的工作过程。
首先，已知基站相关峰值相位检测单元17-1至17-m从延迟范围中检测已知基站的相关峰值相位，以便存储于已知基站相关峰值相位存储器18中(步骤N101)。此后，相关单元A 21仅通过一短码来进行相关性计算(步骤N102)。最大相关峰值相位检测单元19通过图13A和13B所示的处理过程来获得候选长码相位(步骤N103)。在作为一个长码周期的N个码片周期中进行候选长码相位的检测(步骤N104和N105)。此时，当未检测到候选长码相位时(步骤N106)，周边小区搜索操作失败，处理过程随之终止(步骤N107)。
当检测到一个或多个候选长码相位时，处理过程进行到长码识别过程(步骤N108至N117)。由于此时的长码识别过程与图10A、10B和10C中所示的第一实施例中的步骤T108至T117相同，故省略对其的详细说明。
凭此方法，第二实施例的CDMA基带接收机能在周边小区搜索过程中可靠地检测出除已知基站长码之外的周边基站的长码。此时，由于与低于预定阈值的相关值相对应的相关峰值相位已被去掉，与周边基站的同步和检测一周边基站是否存在的过程均能以更快的速度进行。
<第三实施例>
图15是根据本发明的第三实施例的CDMA基带接收机的结构方块图。
如图15所示，第三实施例的CDMA基带接收机主要由已知基站相关峰值相位检测单元31-1至31-m、已知基站相关峰值相位存储器32、最大相关峰值相位检测单元33、基本路径检测单元34、短码产生单元35、相关单元A 36、扩频码产生单元37-1至37-m、已知基站延迟范围产生单元38-1至38-m、解调相关单元39-1至39-k，扩频码产生单元B 40-1至40-k、RAKE合成单元41、长码产生单元42、相关单元B 43和阈值判定单元44构成。
在这些单元中，短码产生单元35、相关单元A 36、扩频码产生单元A 37-1至37-m、已知基站延迟范围产生单元38-1至38-m、解调相关单元39-1至39-k，扩频码产生单元B 40-1至40-k、RAKE合成单元41、长码产生单元42、相关单元B 43和阈值判定单元44均与图2所示的第一实施例中的短码产生单元1、相关单元A 2、扩频码产生单元A 4-1至4-m、已知基站延迟范围产生单元5-1至5-m、解调相关单元7-1至7-k，扩频码产生单元B 8-1至8-k、RAKE合成单元9、长码产生单元11、相关单元B 12和阈值判定单元13分别相同。因此，详细的说明将被省略。
在图15中，已知基站相关峰值相位检测单元31-1至31-m、已知基站相关峰值相位存储器32、和最大相关峰值相位检测单元33与图11所示的第二实施例中的已知基站相关峰值相位检测单元17-1至17-m、已知基站相关峰值相位存储器18、和最大相关峰值相位检测单元19均分别相同。
基本路径检测单元34从已知基站相关峰值相位存储器32的存储内容中检测基本路径，作为从已知基站相关峰值相位检测单元13-1至13-m所获得的结果。
在此实施例中，从延迟范围中检测相关峰值的处理过程可与解调操作和周边小区搜索操作同样进行。
凭此方法，第三实施例的CDMA基带接收机在进行周边小区搜索操作的同时能可靠地检测出除已知基站长码之外的周边基站的长码。此时，由于相关值小于预定阈值的相关峰值相位已被去掉，与周边基站的同步和检测一周边基站是否存在的过程均能以更快的速度进行。另外，本实施例的CDMA基带接收机从延迟范围中检测相关峰值相位的处理过程可与解调操作和周边小区搜索操作同样进行。
<第四实施例>
图16是根据本发明的第四实施例的CDMA基带接收机的结构方块图。图17A和17B是显示在第四实施例中当已与一个或多个基站建立同步时进行周边小区搜索操作的流程图。
如图16所示，第四实施例的CDMA基带接收机主要由相关值存储器45、已知基站相关峰值相位检测单元46-1至46-m、已知基站相关峰值存储器47、最大相关峰值相位检测单元48、基本路径检测单元49、短码产生单元50、相关单元A 51、扩频码产生单元A 52-1至52-m、已知基站延迟范围产生单元53-1至53-m、解调相关单元54-1至54-k、扩频码产生单元B 55-1至55-k、RAKE合成单元56、长码产生单元57、相关单元B 58和阈值判定单元59构成。
在这些单元中，短码产生单元50、相关单元A 51、扩频码产生单元A 52-1至52-m、已知基站延迟范围产生单元53-1至53-m、解调相关单元54-1至54-k，扩频码产生单元B 55-1至55-k、RAKE合成单元56、长码产生单元57、相关单元B 58和阈值判定单元59均与图2所示的第一实施例中的短码产生单元1、相关单元A 2、扩频码产生单元A 4-1至4-m、已知基站延迟范围产生单元5-1至5-m、解调相关单元7-1至7-k，扩频码产生单元B 8-1至8-k、RAKE合成单元9、长码产生单元11、相关单元B 12和阈值判定单元13分别相同。因此，关于它们的详细说明将被省略。
在图16中，已知基站相关峰值相位检测单元46-1至46-m、已知基站相关峰值相位存储器47、和基本路径检测单元49与图15所示的第三实施例中的已知基站相关峰值相位检测单元31-1至31-m、已知基站相关峰值相位存储器32、和基本路径检测单元34均分别相同。
相关值存储器45将相关单元A 51在作为一个长码周期的N个码片周期的相位中计算出的所有相关值进行存储。最大相关峰值相位检测单元48按照最大的相关值的顺序从相关值存储器45的输出中检测出对应于等于或大于预定阈值的相关值的最大的Q个相位。
以下，参照图17A和17B所示的流程图，说明图16所示的CDMA基带接收机的工作过程。此时，由于直至初始基站同步建立的处理过程均与图8A和8B所示的第一实施例中的相同，故省略对其的说明。图17A和17B仅仅说明了当与一个或多个基站的同步被建立时接收机执行周边小区搜索操作的工作过程。
首先，已知基站相关峰值相位检测单元46-1至46-m从延迟范围中检测已知基站的相关峰值相位，以便存储在已知基站相关峰值相位存储器47中(步骤K101)。
此后，执行周边小区搜索操作。仅通过在作为一个长码周期的N个码片周期中的一短码来进行相关性计算，且在相位中所获得的相关值被存储于相关值存储器45中(步骤K102)。
在±C个码片周期范围内，存储于已知基站相关峰值存储器47中的已知基站相关峰值相位LB(i)(i≤j)的相关值在相关值存储器45中被减小。由此，当检测候选长码相位时便防止了已知基站的相关峰值相位被检测出。对所有的相关峰值相位LB(i)均进行这一处理过程。在已知基站的相关峰值相位中的相关值被掩码(步骤K103至K106)。此后，相关值等于或大于预定阈值的极点QN(QN≤Q)被从存储于相关值存储器45中的相关值中选择出，而对应于此类相关值的相位被设定为候选长码相位(步骤K107)。此时，由于已执行阈值判定，候选长码相位的数量便会等于或小于Q值。
此时，当候选长码相位未被检测到时，亦即，QN的值等于零时，便判定周边小区搜索操作失败，处理过程随之终止(步骤K109)。当检测到任何候选长码相位时，处理过程执行长码识别过程(步骤K110)。长码识别处理的过程与图10A、10B和10C所示的第一实施例中的步骤T108至T117相同。因此，省略对其的详细说明。
凭此方法，第四实施例的CDMA基带接收机在进行周边小区搜索操作的同时能可靠地检测出除已知基站长码之外的周边基站的长码。另外，与周边基站的同步和检测一周边基站是否存在的过程均能以更快的速度进行。
以上参照附图提供了对本发明每个实施例的详细说明。然而，本发明的特定结构并不仅限于以上实施例，还可在不脱离本发明范围的情况下进行各种设计变化和改进。例如，如第二实施例所示，在最大相关峰值相位检测单元19所执行的处理中，小相关值的相关峰值相位被当作噪声而不是当作候选长码相位来处理。此处理方法也可被应用于第一和第四实施例中。这样，在阈值判定时的处理量便可减少，从而得到更快速的周边小区搜索操作。
如上所述，在本发明的CDMA基带接收机中，在进行周边小区搜索操作的同时能可靠地检测出除已知基站长码之外的周边基站的长码。另外，与周边基站的同步和检测一周边基站是否存在的过程均能以更快的速度进行。而且，对应于相关值小于预定阈值的相关峰值相位已被去掉，因此，与周边基站的同步和检测周边基站是否存在的过程均能以更快的速度进行。

Claims (10)

1. 一种码分多址基带接收机，包括
a)短码产生单元(1)，用于产生基站共用的短码；
b)第一相关单元(2)，所述第一相关单元从扩频调制信号和所述短码中计算出第一相关值；
c)最大相关峰值相位检测单元(3)，用于检测和保持由所述第一相关单元(2)计算的多个(Q)最大第一相关值，并且用于存储被用作为候选长码相位的相应相关峰值相位；
d)已知基站延迟范围产生单元(5-1至5-m)，用于产生已知基站的延迟范围，其中从所述已知基站接收信号；
e)用于比较所述候选长码相位和所述延迟范围、并用于去除具有与所述延迟范围的所述相关峰值相位的那些候选长码相位相同的相位的候选长码相位、以及用于输出所剩余的候选长码相位作为被选择的候选长码相位的装置(10)；以及
f)长码产生单元(11)，用于基于所述的被选择的候选长码相位来产生长码。
2. 根据权利要求1所述的码分多址基带接收机，进一步包括：
第二相关单元(12)，用于通过在所述扩频调制信号和扩频码之间的相关运算来获得第二相关值，所述扩频码由所述短码和所产生的长码来产生。
3. 根据权利要求2所述的码分多址基带接收机，进一步包括：
阈值判定单元(13)，用于选择具有等于或大于第一预定阈值的第二相关值的长码。
4. 根据权利要求1至3之一所述的码分多址基带接收机，进一步包括：
已知基站相位检测单元(17-1至17-n)，用于从由所述已知基站延迟范围产生单元(23-1至23-m)所产生的所述延迟范围中，检测大于预定阈值的相关峰值的相位，以及
已知基站峰值相位存储器(18)，用于存储大于预定第二阈值的相关峰值的相位，所述相关峰值的相位被所述已知基站相位检测单元(17-1至17-n)检测。
5. 根据权利要求4所述的码分多址基带接收机，其中，所述最大相关峰值相位检测单元(19)比较所述第一相关值和存储在所述已知基站峰值相位存储器(18)中的相关峰值相位，用于去除已知基站的相关峰值相位。
6. 根据权利要求5所述的码分多址基带接收机，其中，所述最大相关峰值相位检测单元(19)具有执行从第一相关单元(21)处接收到的所述第一相关值的阈值判定的功能，以便低于特定阈值的相关值不被存储为候选长码相位。
7. 根据权利要求4所述的码分多址基带接收机，进一步包括：基本路径检测单元(34)，用于从已知基站相关峰值相位存储器(32)的存储内容中检测基本路径。
8. 根据权利要求7所述的码分多址基带接收机，进一步包括：相关值存储器(45)，用于存储由所述第一相关单元(51)所获得的相关值，其中，最大相关峰值相位单元(48)检测超过预定阈值的相关峰值相位。
9. 根据权利要求8所述的码分多址基带接收机，其中，存储在所述已知基站相关峰值相位存储器(47)中的已知基站的相关值在所述相关值存储器(45)中被最小化。
10. 根据权利要求5所述的码分多址基带接收机，进一步包括：基本路径检测单元(34)，用于从已知基站相关峰值相位存储器(32)的存储内容中检测基本路径。
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