专利名称：移动通信系统和方法以及在该系统中的移动台和基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动通信系统的方法，以及在该系统中，特别是其中使用具有越区切换功能的码分多址(CDMA)系统中的移动台和基站。
背景技术：
在使用CDMA系统的移动通信系统中，当一个移动台执行从与该移动台进行通信的一个基站到一个相邻基站的越区切换时，该移动台通过使用相同的频率同时与多个基站进行通信，这是CDMA系统的特点。该技术称为软越区切换。
当移动台执行软越区切换时，必不可少的是多个基站把相同的内容信号在相同的时序发送到移动台。为了执行该操作，每个基站提供一个全球定位系统(GPS)的接收器，并且当多个基站发送该信号时，该多个基站通过使用该接收器而同步该信号。
但是，在每个基站提供GPS接收器的情况下，基站的制造成本增加，并且与不提供GPS接收器的基站相比移动通信系统的负载增加。因此，必须研究不使用GPS而执行软越区切换的方法。
并且当移动台执行软越区切换时，多个基站必须通过在该多个基站中同步该信号而发送该信号。为了执行该操作，需要控制复杂的硬件和复杂的软件。因此，必须改进该控制。
发明概述因此，本发明的一个目的是提供一种移动通信系统的方法，以及在该系统中的移动台和基站，其中使用能够以低成本简单地执行软越区切换的技术。
根据本发明第一方面，为了实现上述目的，在此提供一种移动通信系统。该移动通信系统具有多个基站和多个移动台，并且当移动台从一个基站的无线电区域移动到另一个基站的无线电区域时，移动台要求从该移动台所在的基站的无线电区域到执行越区切换终点的另一个基站的无线电区域的越区切换。并且，该移动台具有第一测量装置，用于测量在该移动台发送到基站的信号与从基站发送到移动台的信号之间的第一相差，以及第一发送装置，用于在该移动台要求越区切换时把在第一测量装置中测量的第一相差发送到另一个基站。并且另一个基站提供第二测量装置，用于在执行越区切换时测量另一个基站发送到移动台的信号与从该移动台发送到另一个基站的信号之间的第二相差；一个调节装置，用于通过使用第一相差和第二相差的信息，调节相位，使得从另一个基站发送到该移动台的信号的相位与从该基站发送到移动台的信号相位相等；以及第二发送装置，用于在执行越区切换之后把该调节装置调节的信号发送到该移动台。以及，另一个基站在执行越区切换之后把与从该基站发送到该移动台的信号同步的信号发送到移动台，由此该第二发送装置把在调节装置中调节的信号发送到该移动台。
根据本发明第二方面，在此提供一种在移动通信系统中的移动台。该移动台具有一个测量装置，用于测量在移动台发送到执行越区切换起始的一个基站的信号与从执行越区切换起始的基站发送到该移动台的信号之间的第一相差；以及一个发送装置，用于在该移动台请求越区切换时把在该测量装置测量的第一相差发送到执行越区切换终点的另一个基站。
根据本发明第三方面，在此提供一种在移动通信系统中的基站。该基站具有一个测量装置，用于测量在该基站发送到执行越区切换的移动台的信号与从该执行越区切换的移动台发送到该基站的信号之间的第二相差；一个调节装置，用于通过使用在该移动台测量的第一相差和第二相差的信息调节相差，使得从执行越区切换终点的另一个基站发送到该移动台的信号的相位与从该基站发送到该移动台的信号的相位相等；以及一个发送装置，用于在执行越区切换之后把由调节装置所调节的一个信号发送到该移动台。
根据本发明第四方面，在此提供一种在移动通信系统中的移动通信方法，其中具有多个基站和多个移动台。以及当一个移动台移动时，在该移动台要求从该移动台所在的一个基站的无线电区域切换到执行越区切换的终点的另一个基站的无线电区域的情况下，该移动台具有如下步骤测量在该移动台发送到基站的信号与从基站发送到移动台的信号之间的第一相差，以及在该移动台要求越区切换时，把所测量的第一相差发送到另一个基站。并且在另一个基站中具有如下步骤在移动台执行越区切换时测量另一个基站发送到移动台的信号与从该移动台发送到另一个基站的信号之间的第二相差；通过使用第一相差和第二相差的信息，调节相位，使得从另一个基站发送到该移动台的信号的相位与从该基站发送到移动台的信号相位相等；以及在执行越区切换之后把该调节装置调节的信号发送到该移动台。以及，另一个基站在执行越区切换之后把与从该基站发送到该移动台的信号同步的信号发送到移动台，由此该第二发送装置把在调节装置中调节的信号发送到该移动台。
根据本发明，当执行越区切换时，在另一个基站从该移动台接收一个上行链路信号时，执行越区切换终点的另一个基站获得从执行越区切换起始的一个基站发送的信号的时序，并且另一个基站调节它发送信号所用的时序。
从下文结合附图的具体描述中本发明的目的和特点将变得更加清楚图1为示出本发明的移动通信系统的一个实施例的结构的方框图；图2为示出在本发明的实施例的移动通信系统中的一个上级装置的内部结构的方框图；图3为示出在本发明的实施例的移动通信系统中的一个基站的内部结构的方框图；图4为示出在本发明的实施例的移动通信系统中的移动台的内部结构的方框图；图5为示出在本发明的移动通信系统的实施例中在移动台和基站之间发送和接收的信号的结构的示意图；
图6为示出在本发明的移动通信系统的实施例中执行从该基站的无线电区域到另一个基站的无线电区域的软越区切换之前的状态的示意图；图7为示出在本发明的移动通信系统的实施例中在移动台与基站之间接收和发送信号的相差的时序图；以及图8为示出在本发明的移动通信系统的实施例中当移动台从基站的无线电区域移动到另一个基站的无线电区域时移动台执行软越区切换的状态的示意图。
优选实施例现在参见附图，具体说明本发明的一个实施例。图1为示出本发明的移动通信系统的一个实施例的结构的方框图。如图1中所示，基站12和13通过异步传输模式(ATM)线路连接到一个上级装置11。该上级装置11还通过ATM线路连接到用于移动通信的交换设备15。一个移动台14与在CDMA系统中的基站12或基站13进行通信。在此，基站的数目不限于两个，并且移动台的数目不限于一个。实际上在移动通信系统中具有大量的基站和大量的移动台。
图2为示出在本发明的实施例的移动通信系统中的上级装置11的内部结构。如图2中所示，其中示出在软越区切换时附加帧号(FN)0-2的包数据被以相同的时序发送到两个基站12和13的一个状态。在图2中，处理器54对上级装置11的信号执行编码处理，并且把相同的内容信号以相同的时序发送到基站12和13。在此，该信号是语音信号和图像信号。
图3为示出在本发明的实施例的移动通信系统中的基站12的内部结构的方框图。如图3中所示，基站12具有一个ATM交换机(ATM SW)703，作为通过ATM线路接收从上级装置11输出的信号和通过ATM线路从移动台14向上级装置11输出信号的一个接口；一个参考时序发生器701，在基站12本身产生信号的发送/接收时序；多个信号处理器704，其以所产生的时序对所接收信号和发送信号进行各种处理；一个放大器710，其放大发送信号和接收信号的功率；一个天线711，其发送所放大信号并且接收从移动台14发送的信号；以及一个控制器702，其控制在信号处理器704中的时序调节器705，根据在信号处理器704中的相差测量部分708测量的相差，使得执行越区切换起始的基站和执行越区切换终点的基站处于相同的时序。
信号处理器704具有一个发送和接收部分709，其调制来自上级装置11的信号，并且解调从装置14发送的信号；相差测量部分708，它是测量发送到执行越区切换的移动台的信号与从该移动台发送的信号之间的相差的第二测量装置；扩展部分706，其扩展要被发送的信号；去扩展部分707，其去扩展所接收信号；以及时序调节器705，其调节时序使得执行越区切换起始的基站和执行越区切换终点的基站处于相同的时序。在此，第二发送装置被确定为该信号在发送和接收部分709调制，并且在放大器710放大，以及所放大的信号通过天线711发送到移动台14。
在上文的说明中，仅仅说明基站12，但是基站13也具有与基站12相同的结构。
图4为示出在本发明的实施例的移动通信系统中的移动台14的内部结构的方框图。如图4中所示，该移动台14具有一个参考时序发生器801，其产生用于在移动台14处理发送和接收信号的时序；一个相差测量部分805，它是测量发送到基站12和13的信号与从基站12和13发送的信号之间的相差的第一测量装置；一个扩展部分803，其扩展要被发送的信号；一个控制器802其根据在相差测量部分805测量的相差控制在扩展部分803的信号扩展时序；一个去扩展部分804，其根据所产生时序去扩展所接收信号；一个发送和接收部分806，其调制要被发送的信号并且解调所接收信号；一个放大器807，其放大从基站12和13发送的信号以及要发送到基站12和13的信号；以及一个天线808，其把所放大的信号发送到基站12和13并且接收从基站12和13发送的信号。在此，第一发送装置被定义为信号被在发送和接收部分806调制，并且在放大器807放大，以及所放大的信号被通过天线808发送到基站12和13。
图5为示出在本发明的移动通信系统的实施例中在移动台14和基站12和13之间接收和发送的信号的结构的示意图。该信号的结构示出一个ATM信元，即包数据。通过从另一个移动台经过交换设备15发送的信号被进行处理，例如在上级装置11中的编码处理，从而产生该信号。每10毫秒，在移动台14和基站12和13之间发送/接收的信号被制成包数据，并且一个FN被附加到每个包数据上。该FN例如被重复地从0至127计数，并且一个无线电帧包括FN＝0至FN＝所计数数目。
在图5中，一个无线电帧由FN0至FN126所构成，并且在包数据之间的间隔是10毫秒，但是这只是一个例子，并且一个无线电帧不限于该例子。
接着，参照附图，说明本发明的移动通信系统的操作。图6为示出在本发明的移动通信系统的实施例中，在移动台14执行从基站12的无线电区域到基站13的无线电区域的软越区切换之前的状态。在此，例如通过使频率为f1并且扩展码为c1，具有图5中所示结构的一个信号从基站12发送到移动台14；例如通过使频率为f2并且扩展码为c2，具有图5中所示结构的一个信号从移动台14发送到基站12。
在此，在从基站12到移动台14的下行链路通信的信号是这样一个信号，即从上级装置11通过ATM线路输出的信号被在基站12扩展和无线调制。即，在基站12扩展和无线调制的信号被发送到移动台14。
实际上，来自上级装置11的信号被输入到基站12中的ATMSW703。该信号被从ATM SW703输入到扩展部分706，并且扩展部分706根据通过时序调节器705来自控制器702的指令而扩展该信号，并且把所扩展信号输出到发送和接收部分709。
发送和接收部分709调制所输入信号并且把所调制信号输出到放大器710。放大器710放大所调制信号的功率，并且通过使频率为f1并且扩展码为c1把所放大信号通过天线711发送到移动台14。在此，从扩展部分706输出的信号还被输入到相差测量部分708，但是在此时所输入信号被在相差测量部分708抛弃。
即，仅仅当移动台14要求越区切换时，相差测量部分708才测量相差。在这种情况下，通过使用移动台14执行相差测量的相同方法而测量该相差。测量相差在下文中描述。
在移动台14中，从基站12发送的信号被在天线808接收，并且所接收信号被输入到放大器807。放大器807放大所接收信号的功率，并且所放大信号被输入到发送和接收部分806。发送和接收部分806解调所输入信号，并且把所解调信号输出到扩展部分803和相差测量部分805。去扩展部分804以在参考时序发生器801所产生的时序去扩展所输入信号，并且把去扩展信号输出到控制器802。相差测量部分805暂时地把所输入信号存储在相差测量部分805中的一个存储器(未示出)中。
在此之后，当移动台14要把一个信号发送到基站12时，在信号发生器(未示出)中产生的信号被输出到扩展部分803。扩展部分803以在参考时序发生器801产生的时序扩展所输入信号，并且把该扩展信号输出到发送和接收部分806和相差测量部分805。
发送和接收部分806调制所输入信号并且把该调制信号输出到放大器807。放大器807放大所输入信号，并且采用频率f2和扩展码c2通过天线808把所放大信号发送到基站12。相差测量部分805测量存储在存储器的信号(从基站12接收的信号)与发送到基站12的信号之间的相差，并且把测量的结果输出到控制器802。控制器802在一个存储器(未示出)存储所测量结果。
基站12通过天线711接收该信号。所接收信号被输出到放大器710。放大器710放大所输入信号的功率并且把所放大信号输出到发送和接收部分709。发送和接收部分709调制所输入信号并且把所调制信号输出到去扩展部分707。去扩展部分707以在参考时序发生器701产生的时序去扩展所输入信号，并且把该去扩展信号通过ATM SW703输出到上级装置11。从发送和接收部分709输出的信号还被输入到相差测量部分708，但是，所述信号被在相差测量部分708抛弃。
接着，将说明发送和接收信号的相差。图7为示出在本发明的无线通信系统的实施例中在移动台14和基站12和13之间的发送和接收信号的相差的时序图。
如图7(a)和(b)中所示，在从基站12发送到移动台14的信号与从移动台14发送到基站12的信号之间的相差例如为两帧，即20毫秒。如图7(c)和(d)中所示，在从移动台14发送到基站13的信号与从基站13发送到移动台14的信号之间的相差例如为一帧，即10毫秒。当假设出现上述相差时，如图7(a)和(d)中所示，在从基站12发送到移动台14的信号与从基站13发送到移动台14的信号之间的相差为30毫秒。因此从基站12和13发送的信号不同步。
在图7(b)和(c)中，示出来自移动台14的发送信号的时序，因此该时序是相同的。
如上文所述，在移动台14的相差测量部分805测量并且输出到控制器802并存储在控制器802中的相差信息为20毫秒，该相差信息被发送到执行越区切换终点的基站13。下面更加详细的说明该信息的发送。当移动台14执行从基站12到基站13的越区切换时，通过在基站13和移动台14之间的发送和接收信号，基站13例如可以获得在基站13和移动台14之间的上行链路信号和下行链路信号之间10毫秒的相差。
在本发明的移动通信系统的实施例中，执行越区切换终点的基站13发送到移动台14的信号与从执行越区切换起始的基站12发送到移动台14的信号相同步。
图8为示出在本发明的移动通信系统的实施例中，当移动台14从基站12的无线电区域移动到基站13的无线电区域时，移动台14执行软越区切换的状态的示意图。如图8中所示，当移动台14从基站12的无线电区域移动到基站13的无线电区域时，移动台14例如通过频率为f2以及扩展码为c2把上行链路通信信号发送到基站13。
在此时，从移动台14发送到基站13的信号具有在移动台14的相差信息。因此，基站13可以获得关于在从基站12发送到移动台14的信号与从移动台发送到基站12的信号之间存在例如20毫秒的相差的信息，如图7(a)和7(b)中所示。
如上文所述，通过在基站13和移动台14之间发送和接收信号，基站13可以获得在基站13和移动台14之间的上行链路信号和下行链路信号之问的相差。实际上，当移动台14要求基站13的越区切换时，在基站13，从发送和接收部分709输出并且输入到相差测量部分708的信号(从移动台14发送到基站13)被存储在相差测量部分708中的存储器(未示出)中。在此之后，当基站13把一个信号发送到移动台14时，在基站13，从扩展部分706输出的信号被输入到相差测量部分708，并且相差测量部分708测量从扩展部分706输出的信号与存储在存储器中的信号之间的相差。
在此之后，通过使用例如在用于移动台14的控制器702中的缓冲存储器(未示出)这样的调节装置，基站13调节从基站13发送到移动台14的信号的时序，如图7(d)至图7(d’)中所示。由此，如图7(d’)中所示从基站13发送到移动台14的信号的时序与图7(a)中所示从基站12发送到移动台14的信号的时序的相同步，并且基站13通过使用频率f1和扩展码c3把该信号发送到移动台14。实际上，在图7(d’)中所示的信号被延迟一个无线电帧的状态中，图7(d’)中所示的信号与图7(a)所示的信号相同步。
上级装置11控制基站12和13，因此上级装置11可以把发送到移动台14的信号以相同的时序发送到基站12和13。因此，通过以频率f1和扩展码c3从基站13发送到移动台14的下行链路信号的时序变为与通过以频率f1和扩展码c1从基站12发送到移动台14的下行链路信号的时序相同，并且可以实现软越区切换。
在此，在基站13的相差量变大并且超过缓冲存储器的容量的情况下，基站13把这种情况通知给上级装置11。并且上级装置11通过使用该通知作为一个触发发送信号的时序。
如上文所述，根据本发明的移动通信系统的实施例，不必在每个基站12和13中提供GPS系统的接收器，因此可以缩小基站12和13的尺寸。并且基站12和13把信号发送到移动台14而不与上级装置11相同步。因此，在移动通信系统是这样通过与一个上级装置相同步而在基站和移动台之间发送信号的一个系统的情况下，当上级装置具有一些问题时，则在无线通信系统中将具有一些问题。但是，本发明的移动通信系统没有这种问题并且无线通信系统的可靠性提高。
在本发明的实施例中，说明了信号被以帧单位同步的情况，但是该信号可以在码片率级别上同步，在这种情况下可以更精细地调节同步。
如上文所述根据本发明，在移动台和基站之间发送和接收的信号的相差被测量，并且不存在这些相差的信号被从执行越区切换终点的基站发到该移动台。因此，可以低成本和容易地执行越区切换而不需要基站之间的同步信号。
尽管本发明已经参照特定的实施例进行了描述，但是它不受到该实施例的限制而仅仅由所附权利要求限制。应当知道本领域内的专业人员可以改变或修改该实施例而不脱离本发明的范围和精神。
权利要求
1.一种移动通信系统，其中具有多个基站和多个移动台，并且当移动台从一个基站的无线电区域移动到另一个基站的无线电区域时，移动台要求从该移动台所在的基站的无线电区域到执行越区切换终点的另一个基站的无线电区域的越区切换，其中所述移动台，包括第一测量装置，用于测量在所述移动台发送到所述基站的信号与从所述基站发送到所述移动台的信号之间的第一相差；以及第一发送装置，用于在该移动台要求越区切换时把在所述第一测量装置中测量的所述第一相差发送到所述另一个基站，以及所述另一个基站，包括第二测量装置，用于在执行所述越区切换时测量所述另一个基站发送到所述移动台的信号与从所述移动台发送到所述另一个基站的信号之间的第二相差；一个调节装置，用于通过使用所述第一相差和所述第二相差的信息，调节相位，使得从所述另一个基站发送到所述移动台的信号的相位与从所述基站发送到所述移动台的信号相位相等；以及第二发送装置，用于在执行所述越区切换之后把所述调节装置调节的信号发送到所述移动台，其中所述另一个基站在执行所述越区切换之后把与从所述基站发送到所述移动台的所述信号同步的信号发送到所述移动台，由此所述第二发送装置把在所述调节装置中调节的所述信号发送到所述移动台。
2.根据权利要求1所述的移动通信系统，其中所述多个基站的每一个使用相同频带的信号，以及所述多个基站同时执行多个移动通信。
3.根据权利要求1所述的移动通信系统，其中所述基站与执行所述越区切换终点的所述另一个基站之间连接到相同的上级装置。
4.一种在移动通信系统中的移动台，其中包括一个测量装置，用于测量在所述移动台发送到执行越区切换起始的一个基站的信号与从执行所述越区切换起始的所述基站发送到所述移动台的信号之间的第一相差；以及一个发送装置，用于在所述移动台请求所述越区切换时把在所述测量装置测量的所述第一相差发送到执行所述越区切换终点的另一个基站。
5.一种在移动通信系统中的基站，其中包括一个测量装置，用于测量在所述基站发送到执行越区切换的移动台的信号与从执行所述越区切换的所述移动台发送到所述基站的信号之间的第二相差；一个调节装置，用于通过使用在所述移动台测量的第一相差和所述第二相差的信息调节相差，使得从执行所述越区切换终点的另一个基站发送到所述移动台的所述信号的相位与从所述基站发送到所述移动台的所述信号的相位相等；以及一个发送装置，用于在执行所述越区切换之后把由所述调节装置所调节的一个信号发送到所述移动台。
6.一种在移动通信系统中的移动通信方法，其中具有多个基站和多个移动台，以及当一个移动台移动时，在所述移动台要求从所述移动台所在的一个基站的无线电区域切换到执行越区切换的终点的另一个基站的无线电区域的情况下，其中在所述移动台，包括如下步骤测量在所述移动台发送到所述基站的信号与从所述基站发送到所述移动台的信号之间的第一相差；以及在所述移动台要求所述越区切换时，把所述测量的第一相差发送到所述另一个基站，以及在所述另一个基站，包括如下步骤在移动台执行所述越区切换时测量所述另一个基站发送到所述移动台的信号与从所述移动台发送到所述另一个基站的信号之间的第二相差；通过使用所述第一相差和所述第二相差的信息，调节相位，使得从所述另一个基站发送到所述移动台的信号的相位与从所述基站发送到所述移动台的信号相位相等；以及在执行所述越区切换之后把所述调节装置调节的信号发送到所述移动台，其中所述另一个基站在执行所述越区切换之后把与从所述基站发送到所述移动台的所述信号同步的信号发送到所述移动台，由此所述第二发送装置把在所述调节装置中调节的信号发送到所述移动台。
全文摘要
一种移动通信系统,其使用能够低成本地简单执行软越区切换的技术。在该移动通信系统具有多个基站和多个移动台,并且当移动台从一个基站的无线电区域移动到另一个基站的无线电区域时,移动台要求从该移动台所在的基站的无线电区域到执行越区切换终点的另一个基站的无线电区域的越区切换。该移动台具有第一测量装置以及第一发送装置。另一个基站具有第二测量装置、调节装置以及第二发送装置。
文档编号H04B7/26GK1332542SQ0112020
公开日2002年1月23日 申请日期2001年7月6日 优先权日2000年7月6日
发明者柴崎收功 申请人:日本电气株式会社