专利名称：移动通信系统、基站收发器站设备和移动站设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动通信系统，更具体来说，涉及一种移动通信系统、基站收发器站设备以及移动站设备，其包括用于补偿多普勒频移的功能。
背景技术：
公知的是，在移动通信系统中会出现由于多普勒效应而产生的多普勒频移。即，当移动站设备沿使移动站设备与基站收发器站设备之间的距离缩短的方向移动时，接收站(移动站设备或基站收发器站设备中的任何一个)接收的信号频率比从发送站(移动站设备或基站收发器站设备中的另一个)发送的信号频率要高。相反，当移动站设备沿使移动站设备与基站收发器站设备之间的距离延长的方向移动时，接收站接收的信号频率比从发送站发送的信号频率要低。由于该效应，接收站必须对多普勒频移进行吸收或补偿并再生信号。
图1是用于描述常规移动通信系统的配置的图。在本说明书中，对与多普勒频移有关的操作和配置进行了说明。
基站收发器站设备500包括天线单元501、分离器(循环器)502、正交解调器503、压控振荡器(VCO)504、上行链路频率合成器505、相位误差检测器506、同步检测器507、解码器508、编码器509、帧生成器510、多路复用器511、下行链路频率合成器512以及正交调制器513。基站收发器站设备500使用VCO 504和下行链路频率合成器512按规定的唯一无线频率向移动站设备600发送数据。基站收发器站设备500使用相位误差检测器506对来自移动站设备600的接收波的频率误差(频率偏移)进行检测，并再生用于补偿该误差的数据。
移动站设备600包括天线单元601、分离器(循环器)602、正交解调器603、同步检测器604、解码器605、交接控制器606、相位误差检测器607、自动频率控制(AFC)单元608、VCO 609、下行链路频率合成器610、编码器611、帧生成器612、上行链路频率合成器613以及正交调制器614。AFC单元608对VCO 609的输入电压进行控制，使得来自基站收发器站设备500的接收波的频率误差(频率偏移)收敛于零。移动站设备600使用由VCO 609生成的时钟来再生接收的数据并执行数据发送。也就是说，移动站设备600对于再生数据和发送数据都使用相同的时钟。
这里，假设存在这样的环境移动站设备在火车上(尤其是在例如新干线(bullet train)的高速行进的火车中)或在汽车中高速运动，并且基站收发器站设备位于这样的位置，即，移动站设备与基站收发器站设备之间的沿火车或汽车的行进路线的无线电波路径处于视距(LOS)条件下(在移动站设备与基站收发器站设备之间发送并接收直达波的位置)。在这种环境下，如图2所示地执行常规移动通信系统中的频率控制。在图2中，为了简化说明，不区分上行链路/下行链路频率，而是将它们称为“fc”；然而，即使上行链路和下行链路频率互不相同，也会出现下述问题。
在LOS条件下的路径中，由于移动站设备和基站收发器站设备分别接收直达波，因此多普勒频移等于频率偏移。因此，移动站设备必须执行AFC，该AFC跟踪包括多普勒频移的无线频率。
在图2中，当移动站设备(MS)靠近基站收发器站设备(BTS1)时，MS中的天线上的接收波频率高出多普勒频移的量。因此，作为对接收波进行AFC的结果，将在移动站设备中使用的接收信号用的周期波频率(下行链路频率)控制为“fc+fd”。其中，“fc”是载波的基准频率，“fd”是多普勒频移频率。当执行了理想的AFC时，在正交调制之后移动站设备接收的频率偏移变成零。
在该示例中，如参照图1说明的那样，使用与通过AFC获得的下行链路频率相同的频率作为用于在常规移动通信系统中进行数据发送的载波频率(上行链路频率)。因此，也将上行链路频率控制在“fc+fd”。当从移动站设备发送频率为“fc+fd”的无线电波时，也对该上行链路频率添加了多普勒频移，结果，在基站收发器站设备(BTS1)中的接收波频率变成“fc+2fd”。也就是说，在基站收发器站设备中在正交调制之后的频率偏移是多普勒频移的双倍。
当移动站设备(MS)经过基站收发器站设备(BTS1)的附近时，移动站设备向基站收发器站设备靠近的状态改变成移动站设备从基站收发器站设备退远的状态，因此，多普勒频移的极性会在短时段内反转。此时，可以由以下公式表示多普勒频移fd的波动，其中，“v”表示移动站设备的移动速度，“c”是光速，“x”是从基站收发器站设备(BTS1)到移动站设备的行进路线的垂直距离，“t”是从移动站设备通过基站收发器站设备(BTS1)附近的时刻起经过的时间，“θ(t)”是当从移动站设备的行进方向观看基站收发器站设备(BTS1)时的仰角。
fd=fc×vccosθ(t)=fc×vc×|vt|x2+v2t2]]>图3是示出通过以上公式获得的多普勒频移的波动的图。随着移动站设备运动速度的提高，多普勒频移的波动范围变宽。随着从基站收发器站设备到移动站设备的运动路线的垂直距离变小，多普勒频移在更短的时段内波动。
例如，当fc＝2GHz，v＝300km/h，并且x＝50m时，移动站设备的接收频率在数秒内从“2G+600”Hz到“2G-600”Hz剧烈地波动，因此，为了使移动站设备的频率偏移达到最小，必须高速地设置AFC的时间常数。然而，如果高速地设置了AFC的时间常数，则相位误差检测的平均时间相对于噪声来说很短，并且频率控制的控制步长不准确。也就是说，AFC速度的提高与频率控制的精度是一种折中关系。
为了解决该问题，例如，专利文献1(日本特开第2002-101012号公报)提出了一种用于根据通信状况使AFC频带和跟踪速度可变的技术。然而，通过引入该结构，产生了另一问题，即，移动站设备的AFC电路变得更加复杂。
此外，即使如希望的那样执行移动站设备的AFC，基站收发器站设备也会接收到等于多普勒频移的两倍的频率偏移。因此，在以上情况下，基站收发器站设备的接收频率在数秒内从“2G+1200”Hz到“2G-1200”Hz波动2400Hz。结果，对基站收发器站设备中的频率补偿的速度提高的要求(根据相位误差检测的结果在同步检测中的频率补偿处理)比移动站设备中的情况还要困难。
然而，通常，将基站收发器站设备设计成对起因于移动站设备的频率稳定性的仅为0.1ppm的频率误差进行补偿。其中，当fc＝2GHz时，可以补偿的频率误差的大小是±200Hz。因此，为了确保特定情况(即，沿LOS条件下的路径高速运动的环境)下的接收质量，必须使用具有通常设计的6倍宽的补偿范围的频率补偿电路来实现基站收发器站设备。此外，为了实现高速跟踪，不得不牺牲频率补偿的精度。
在图2中，假设当移动站设备(MS)从一基站收发器站设备(BTS1)的通信区运动到另一基站收发器站设备(BTS2)的通信区时发生交接。在本说明书中，假设交接是在由第二代和第三代蜂窝电话系统使用的CDMA中的软交接(SHO)。在CDMA中，可以在相互相邻的小区中使用同一频率。因此，移动站设备可以切换基准小区，按最大比根据多个基站收发器站设备合成信号(即，软交接)。
然而，常规移动站设备(MS)只能对一个接收频率执行AFC。因此，移动站设备通常只对基准小区的接收频率执行AFC。因此，如图2所示，当基站收发器站设备(BTS1)是基准小区时将上行链路频率/下行链路频率控制在“fc-fd”，而在将基准小区从基站收发器站设备(BTS1)改变成基站收发器站设备(BTS2)之后将上行链路频率/下行链路频率控制在“fc+fd”。换句话说，在交接区中移动站设备按最大比合成频率差等于多普勒频移的两倍的一对接收波。结果，除了不能获得软交接的分集增益以外，还有可能的是接收质量比在不执行合成时的接收质量更劣化。
例如，在专利文献2(日本特开平10-200471号公报)中描述了与多普勒频移有关的另一移动通信系统。例如，在专利文献3(日本特开平11-355826号公报)中描述了与交接中的AFC有关的技术。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种移动通信系统，其中，能够在高速行进环境下在发送器站和/或接收器站中确保稳定接收质量。
本发明的基站收发器站设备向移动站设备发送无线电波并从移动站设备接收无线电波，该基站收发器站设备包括检测单元，用于检测来自移动站设备的接收波的频率偏移；频率控制单元，用于根据检测单元检测到的频率偏移对用于向移动站设备发送信号的载波的发送频率进行控制，以消除出现在连接到移动站设备的无线电链路中的多普勒频移。
在上行链路和下行链路中都会出现由于高速运动的移动站设备而产生的多普勒频移，因此，在常规移动通信系统中会出现是多普勒频移的两倍的频率偏移。然而，通过引入本发明的基站收发器站设备，消除了下行链路中的多普勒频移。由此，可以将所述频率偏移控制为与多普勒频移相等。
本发明的移动站设备向基站收发器站设备发送无线电波并从基站收发器站设备接收无线电波，该移动站设备包括接收单元，用于接收根据基站收发器站设备中的接收波的频率偏移而生成的频率控制信息；频率控制单元，用于根据该频率控制信息对用于向基站收发器站设备发送信号的载波的发送频率进行控制，以消除基站收发器站设备中的接收波的频率偏移。
通过引入本发明的移动站设备，消除了上行链路中的多普勒频移，因此，基站收发器站设备中的频率偏移变成零。另一方面，如果移动站设备具有用于执行自动频率控制以跟踪多普勒频移的功能，就不会在移动站设备中出现频率偏移。在此情况下，在基站收发器站设备和移动站设备中都可以将频率偏移控制为零。
根据具有上述配置的基站收发器站设备和移动站设备，能够防止或抑制多普勒频移的影响，可以确保高速运动环境下的稳定通信质量。
本发明的移动通信系统具有移动站设备和多个基站收发器站设备，该移动通信系统包括设置在各基站收发器站设备中的生成单元，用于根据来自移动站设备的接收波的频率偏移生成频率控制信息；设置在移动站设备中的频率控制单元，用于根据在该多个基站收发器站设备中的至少一个中生成的频率控制信息对用于向基站收发器站设备发送信号的发送频率进行控制。当移动站设备处于交接状态时，该频率控制单元可以根据来自具有最佳接收质量的基站收发器站设备的频率控制信息控制发送频率。此外，该频率控制单元可以通过使用来自各基站收发器站设备的信号接收质量作为权重，将来自各基站收发器站设备的频率控制信息组合起来，并根据该加权组合结果控制发送频率。
根据上述移动通信系统，即使在其中移动站设备高速运动的交接状态下，也可以实现更好的频率控制。
根据本发明，对发送频率进行控制以消除在无线电链路中产生的多普勒频移或消除在接收站中的频率偏移，可以改进高速运动环境下的发送站和接收站中的接收质量。通过这种方式，在上行链路和下行链路中均可以获得稳定的通信质量。
图1是描述了常规移动通信系统的配置的图；图2是示出常规移动通信系统中的频率控制的图；图3是示出多普勒频移中的波动的图；图4是示出第一实施例的移动通信系统的配置的图；图5是示出相位误差检测器示例的图；图6A到图6C是用于说明相位旋转器的操作的图；图7是说明了第一实施例的移动通信系统中的频率控制的图；图8是示出相位旋转器的操作的流程图；图9是描述了第二实施例的移动通信系统的配置的图；图10是示出用于发送频率控制命令的时隙格式的图；图11是示出帧生成器的操作的流程图；图12是用于说明频率控制次序的图；图13是用于说明第二实施例的移动通信系统中的频率控制的图(1)；图14是用于说明第二实施例的移动通信系统中的频率控制的图(2)；图15是示出了第三实施例的移动通信系统的配置的图；图16是示出了第三实施例的频率控制单元的操作的流程图；图17是示出了第四实施例的移动通信系统的配置的图；图18是示出了第五到第七实施例的移动通信系统的配置的图；图19是示出了第五实施例的同步检测器的配置的图；图20是在第五实施例中使用的传播路径估计单元的示例；图21是示出了第六实施例的同步检测器的配置的图；图22是示出了第七实施例的同步检测器的配置的图；以及图23是在第七实施例中使用的传播路径估计单元的示例。
具体实施例方式
以下参照附图对本发明的多个实施例进行说明。在以下说明中，将从移动站设备向基站收发器站设备发送信号的路径称为“上行链路”，并且将从基站收发器站设备向移动站设备发送信号的路径称为“下行链路”。
<第一实施例>
图4是示出第一实施例的移动通信系统的配置的图。在图4中，除了天线单元501、分离器(循环器)502、正交解调器503、压控振荡器(VCO)504、上行链路频率合成器505、相位误差检测器506、同步检测器507、解码器508、编码器509、帧生成器510、多路复用器511、下行链路频率合成器512以及正交调制器513以外，基站收发器站设备100还包括相位旋转器1。
在通过循环器502将经由天线单元501输入的接收信号与发送信号分离开之后，在正交解调器503中将其下变频成基带信号。其中，VCO 504生成基准时钟，上行链路频率合成器505在PLL控制下根据该基准时钟生成具有该系统所独有的预定频率的周期波(例如，正弦波)。正交解调器503通过将该周期波乘以接收信号获得基带信号。
相位误差检测器506通过对预先根据基带信号多路复用的给定信号(导频信号)求得时间相关来检测频率偏移(即，基站收发器站设备100的基准频率与来自移动站设备200的接收波频率之间的误差)。可以针对各个移动站设备检测频率偏移。
同步检测器507通过对导频信号进行同相相加来计算路径波动的估计值，同时补偿上述频率偏移。计算复共轭，其为等于频率偏移的相位旋转与所述估计值之和的结果，然后将上述基带信号乘以该复共轭。由此，补偿了相位旋转(其归因于在传播路径上出现的相位旋转)和频率偏移。
解码器508在同步检测之后对接收符号执行解码处理(如解交错和误差校正解码)，并输出再生数据序列。
同时，以下是针对发送数据的调制处理。即，编码器509执行编码处理(如误差校正编码和交错)以向各移动站设备发送数据序列。帧生成器510按规定的帧格式对编码数据执行时分复用。相位旋转器1针对发送目的地的各移动站设备、根据来自相位误差检测器506的指令使从帧生成器510输出的基带信号的相位旋转。多路复用器511对相位旋转器1的多个输出信号进行求和。在正交调制器513中将多路复用后的基带信号上变频成射频(RF)带，并在通过循环器502与接收信号分离开时通过天线单元501将其发送出去。其中，通过VCO 504和下行链路频率合成器512生成用于上变频的载波。在TTD(时分双工)系统中，上行链路和下行链路的射频相同，在FDD(频分双工)系统中，按规定的频带将上行链路与下行链路的无线电频率相互分离开。
图5是示出相位误差检测器506的示例的图。将导频信号输入相位误差检测器506。首先，计算相邻符号之间的相关(即，时间相关)。接下来，计算N个符号的相关值的平均。通过对该平均值执行反正切计算，可以获得每符号的相位误差θ。
图6A到图6C是用于说明相位旋转器1的操作的图。其中，假设通过BPSK(二进制相移键控)调制发送数据。如图6A所示地将“0”或“π”指配给各符号(1或0)。通过频率为f0的载波发送调制数据。
如图6B所示，当将相位θ1(θ1＞0)加入基带区中的发送符号的相位时，载波频谱移动了与相位θ1相对应的频率f1。换句话说，载波的频率实际上变成了“f0+f1”。另一方面，如图6C所示，当将相位θ2(θ2＜0)加入基带区中的发送符号的相位时，载波频谱移动了与相位θ2相对应的频率f2。换句话说，载波的频率实际上变成了“f0-f2”。通过以上描述可见旋转基带区中的发送符号的相位等同于移动载波的频率。
相位旋转器1根据来自相位误差检测器506的指令使基带区中的发送符号的相位旋转。结果，根据频率偏移控制载波发送频率。其中，相位误差检测器506检测来自各移动站设备的接收波的频率偏移，然后相位旋转器1可以针对各移动站设备控制载波的发送频率。
再次参照图4。移动站设备200与图1所示的移动站设备600基本上相同，移动站设备200包括天线单元601、分离器(循环器)602、正交解调器603、同步检测器604、解码器605、交接控制器606、相位误差检测器607、自动频率控制(AFC)单元608、VCO 609、下行链路频率合成器610、编码器611、帧生成器612、上行链路频率合成器613以及正交调制器614。其中，除AFC单元608、同步检测器604以及交接控制器606以外，上述装置的操作与基站收发器站设备100的装置基本上相同，因此略去对这些装置的说明。
AFC单元608对VCO 609的输入电压进行控制，使得由相位误差检测器607检测到的频率偏移收敛于零。换句话说，对频率执行训练操作，使得移动站设备200的下行链路频率(从下行链路频率合成器610给予正交解调器603的周期波的频率)与来自基站收发器站设备100的接收波频率相匹配。由于上述AFC，理想地，基带信号的频率偏移是零。因此，同步检测器604根据传播路径的估计值只补偿了在传播路径中产生的相位旋转。
在TDD或FDD系统中，上行链路频率/下行链路频率之间的关系是固定的。因此，通常在AFC中，将VCO(在本实施例中是VCO 609)生成的基准时钟提供给上行链路频率合成器和下行链路频率合成器(610和613)。换句话说，同时对上行链路频率和下行链路频率执行AFC。
交接控制器606通过使用从连接到移动站设备及其相邻基站收发器站设备的基站收发器站设备发送的控制信号的正交解调数据来测量各基站收发器站设备的接收质量(接收功率、接收SIR等)。随着移动站设备的移动，根据需要不断地对基站收发器站设备(基准小区)(其具有最好的接收质量)执行切换(交接)。在交接过程中，同时接收到来自多个基站收发器站设备的信号。此时，相位误差检测器607(其被通知了来自交接控制器606的基准小区的ID)检测相对于基准小区的接收波的频率偏移。因此，在交接过程中，对来自基准小区的基站收发器站设备的接收波执行AFC。
在具有上述配置的移动通信系统中，基站收发器站设备100中的相位旋转器1根据相位误差检测器506检测到的频率偏移对下行链路频率执行相位旋转，从而消除在从基站收发器站设备100到移动站设备200的下行链路中产生的多普勒频移。实际上，通过对与检测到的频率偏移相等的相位的反相执行复数乘法，对下行链路中的各符号执行相位旋转。例如，当与相位误差检测器506检测到的频率偏移相对应的相位误差是“θ1”时，将下行链路的各符号的相位旋转“-θ1”。
针对各发送目的地(即，移动站设备)执行上述相位旋转。因此，在各专用信道上执行用于消除频率偏移的处理。换句话说，在由于来自移动站设备的呼叫请求而导致专用信道中的通信开始之后，启动基站收发器站设备100中的下行链路频率控制。
图7是说明了第一实施例的移动通信系统中的频率控制的图。其中，移动站设备(MS)按速度v沿路径301移动，并经过基站收发器站设备(BTS1)和基站收发器站设备(BTS2)的附近。假设从基站收发器站设备(BTS1)和基站收发器站设备(BTS2)到路径301的垂直距离分别是“x”。此外，系统专用载波频率是f0。
在第一实施例的系统中，各基站收发器站设备对由于多普勒频移而产生的频率偏移进行检测，并根据该频率偏移控制下行链路发送频率。本发明的移动站设备不需要包括用于进行频率控制的任何特殊功能。
在图7中，各基站收发器站设备使用公共信道对控制信号进行周期性广播。在请求使用专用信道的呼叫请求之前，移动站设备对通过公共信道从基站收发器站设备(BTS1)接收的接收波执行AFC。此时，由移动站设备检测到的接收波的频率是“fc+fd”。“fd”是多普勒频移产生的频率。然后，通过AFC，用于从移动站设备向基站收发器站设备(BTS1)返回响应信号的发送频率也是“fc+fd”。基站收发器站设备(BTS1)检测到的接收波的频率是“fc+2fd”。换句话说，基站收发器站设备(BTS1)中的频率偏移Δf0是“2fd”。因此，基站收发器站设备(BTS1)在检测到来自移动站设备的呼叫请求时首先通过将与“-Δf0/2(＝-fd)”相等的相位旋转加入下行链路基带信号来启动频率控制。即，基站收发器站设备(BTS1)按与“fc-fd”相等的频率发送下行链路信号。
由此，将多普勒频移频率加入下行链路，因此，移动站设备中的接收波的频率变成“fc”。换句话说，消除了多普勒频移fd。移动站设备在启动专用信道中的通信之后对专用信道的接收波执行AFC。因此，移动站设备的上行链路频率和下行链路频率在与AFC的时间常数相等的时段内收敛到“fc”。结果，移动站设备接收的频率偏移变成零，并实现了理想的接收环境。
基站收发器站设备的接收波中仍然存在单程多普勒频移(即，fd)；然而，与不执行第一实施例的频率控制的情况相比，抑制了一半的频率偏移。
假设AFC的收敛时间是“τ(秒)”，在从频率控制开始到经过“τ”的时段内，基站收发器站设备持续进行频率控制以将“-Δf0/2”加入载波频率fc。在经过“τ”之后，将频率控制切换到动态频率控制以将“-Δf(t)”加入载波频率fc。其中，“-Δf(t)”是与相位误差检测器506周期地检测到的相位误差相对应的频率。换句话说，基站收发器站设备将与“-Δf(t)”(其随着移动站设备的移动而动态变化)相等的相位旋转加入发送符号。因此，如图7所示，即使在移动站设备经过基站收发器站设备(BTS1)的附近时多普勒频移的极性变化了，基站收发器站设备的发送频率也能够跟踪该变化，因此，可以将移动站设备中的频率偏移保持为零。
在移动站设备(MS)从基站收发器站设备(BTS1)退远并向基站收发器站设备(BTS2)靠近的区域中，基站收发器站设备(BTS1)和基站收发器站设备(BTS2)处于软交接状态。然后，基站收发器站设备(BTS2)使用“-Δf(t)”开始进行频率控制。此时，由基站收发器站设备(BTS1)执行频率控制；因此，将移动站设备的发送频率保持在“fc”。因此，基站收发器站设备(BTS2)中的频率偏移相当于由于单程传播而产生的多普勒频移(即，fd)。基站收发器站设备(BTS2)将用于消除多普勒频移(fd)的相位旋转加入下行链路基带信号。因此，在移动站设备中，与来自基站收发器站设备(BTS1)的接收波一样，将来自基站收发器站设备(BTS2)的接收波中的频率偏移控制为零。
如上所述，在第一实施例中，对下行链路信号执行频率控制，使得在移动站设备中来自任何基站收发器站设备的接收波的频率偏移均变成零。因此，在软交接中，移动站设备可以对多个接收波(在每个接收波中多普勒频移基本上为零)进行合成，因此，可以防止接收质量的劣化。在常规技术中，如参照图2所说明的，由于在交接区中对具有向正向移动的频率的接收波与具有向负向移动的频率的接收波进行合成，因此劣化了接收质量。
根据上述配置，即使在高速运动环境下的软交接中，涉及交接的每个基站收发器站设备都对发送频率进行控制以消除目标移动站设备的多普勒频移，移动站设备不是像常规示例中的那样对具有不同多普勒频移极性的接收波进行合成，因此，可以防止接收质量的劣化。
图8是示出相位旋转器1的操作的流程图。例如，周期地重复该流程图中的处理。
在步骤S1中，检查是否在专用信道中执行通信。如果不在专用信道中执行通信，则结束处理而不进行频率控制。在步骤S2中，检查是否处于交接状态。如果不处于交接状态，则在步骤S3中，检查是否从开始进行频率控制起经过了“τ”。其中，例如，当从移动站设备请求呼叫时开始进行频率控制。如上所述，“τ”与移动站设备中的AFC收敛时间相等。当从开始进行频率控制起尚未经过“τ”时，在步骤S4中将与“-Δf0/2”相等的相位旋转加入基带区中的下行链路信号。其中，“Δf0”是在不执行频率控制的状态下检测到的频率偏移，并等于多普勒频移的两倍。同时，在从开始进行频率控制起经过了“τ”时，在步骤S5中将与“-Δf(t)”相等的相位旋转加入基带区中的下行链路信号。其中，“-Δf(t)”是在移动站设备中AFC收敛之后检测到的频率偏移，并且是动态变化值。当待检查的移动站设备处于交接状态时，执行步骤S5。
如上所述，在第一实施例中，可以使移动站设备中的频率偏移为零。与常规系统中的相比，基站收发器站设备中的频率偏移变成了一半。此外，在交接区中，可以对没有频率偏移的多个接收波进行合成。因此，可以改进基站收发器站设备和移动站设备(尤其是移动站设备)中的接收质量。
在上述系统中，基站收发器站设备100可以将与多普勒频移的两倍相等的相位旋转加入发送符号。在此情况下，当移动站设备向基站收发器站设备靠近时，基站收发器站设备的发送频率变成“fc-2fd”，移动站设备的接收频率变成“fc-fd”。然后，在AFC下移动站设备的发送频率变成“fc-fd”。结果，基站收发器站设备的接收频率变成“fc”。在基站收发器站设备中执行这种相位旋转(即，频率控制)，在移动站设备中仍然存在与多普勒频移相等的频率偏移；然而，在基站收发器站设备中频率偏移可以是零。
<第二实施例>
图9是示出了第二实施例的移动通信系统的配置的图。与图1所示的常规基站收发器站设备500相比，在图9所示的基站收发器站设备110中设有频率控制(FC)命令生成器11。除图1所示的帧生成器510所包括的功能以外，帧生成器12还包括用于将FC命令生成器11生成的频率控制命令写入规定区域的功能。
除图1所示的常规配置以外，移动站设备210还包括下行链路VCO21、上行链路VCO 22以及频率控制器23，该频率控制器23用于根据从基站收发器站设备发送的频率命令控制上行链路VCO 22。在接收频率命令时，与下行链路VCO 21相独立地控制上行链路VCO 22的频率。下行链路VCO 21与图4所示的VCO 609基本上相同。
首先，给出对频率控制命令(以下被称为FC命令)的说明。包括在基站收发器站设备110中的频率控制命令生成器11根据相位误差检测器506检测到的各移动站设备的频率偏移，生成待发送给对应的移动站设备的FC命令。FC命令是用于消除基站收发器站设备中的接收波的频率偏移的控制信号，如下所述地生成FC命令。
1、只指示增大/减小频率的二进制信号(1位信息)根据相位误差检测器506检测到的频率偏移Δf的符号，如下生成FC命令。
(1)当Δf＜0FC命令＝0(移动站设备使发送频率增大“a(Hz)”)；(2)当Δf≥0FC命令＝1(移动站设备使发送频率减小“a(Hz)”)。
频率控制步长“a”是预先确定的固定值。
2、包括用于指示增大/减小频率和用于指示频率控制步长的信号的多值信号通过使用预定阈值来确定相位误差检测器506检测到的Δf的量，并生成示出该确定结果的FC命令。
(1)当Δf≤-f3FC命令＝+3(移动站设备使发送频率增大“3b(Hz)”)；(2)当-f3＜Δf≤-f2FC命令＝+2(移动站设备使发送频率增大“2b(Hz)”)；(3)当-f2＜Δf≤-f1FC命令＝+1(移动站设备使发送频率增大“b(Hz)”)；(4)当-f1＜Δf≤f1FC命令＝0(移动站设备不改变发送频率)；(5)当f1≤Δf＜f2FC命令＝-1(移动站设备使发送频率减小“b(Hz)”)；(6)当f2≤Δf＜f3FC命令＝-2(移动站设备使发送频率减小“2b(Hz)”)；(7)当f3≤ΔfFC命令＝-3(移动站设备使发送频率减小“3b(Hz)”)。阈值f1到阈值f3和频率控制步长“b”分别是预先确定的固定值。
3、包括相位误差检测器506检测到的频率偏移的量化值及其符号的多值信号(1)当Δf＜0移动站设备使发送频率增大“Δf(Hz)”；(2)当Δf≥0移动站设备使发送频率减小“Δf(Hz)”。
对以上三种命令形式进行比较，形式1中的移动站设备中的频率控制收敛时间最长，形式3中的该频率控制收敛时间最短。另一方面，形式1中的由于FC命令而在下行链路中产生的开销最小，形式3中的该开销最大。换句话说，收敛时间与开销具有相互折中的关系。因此，希望根据系统预测的运动速度的上限和传播信号的载波频率来适当地选择FC命令形式。
通过帧生成器12将按以上方式生成的FC命令时分复用到图10所示的格式A的时隙中的规定区内，然后，将其发送给对应的移动站设备。时隙是发送格式的最小单位，并且时隙时间与频率控制的重复周期相等。在图10中，“NPILOT”是导频信号的位数。“NFC”是FC命令的位数。“NDATA”是编码数据的位数。在稍后要说明的第三到第七实施例中该格式是相同的。
图11是示出帧生成器12的操作的流程图。按规定的时间周期重复执行该处理。在步骤S11中，检查检测到的频率偏移的绝对值是否等于或大于阈值α。如果检测到的频率偏移绝对值等于或大于阈值α，则在步骤S12中使保护期计数器递增。否则，在步骤S13中对保护期计数器进行复位。在步骤S14中，检查保护期计数器的计数值是否等于或大于阈值β。如果保护期计数器的计数值等于或大于阈值β，则在步骤S15中选择图10所示的格式A。否则，在步骤S16中，选择图10所示的格式B。可以在稍后要描述的第三到第七实施例中执行该流程图中的处理。
如上所述，当频率偏移大于规定阈值的状态持续超过预定时段时，选择包括FC命令的格式A并且频率控制有效。另一方面，在除以上状态以外的其它时段中，选择没有FC命令的格式B，并且频率控制无效。将表示所选格式的类型信息多路复用到控制信号中并将其通知给移动站设备。由此，移动站设备可以识别频率控制是否有效。
根据上述方法，可以使频率控制只在需要对多普勒频移进行频率补偿的环境下有效。因此，在整个系统中，可以通过统计多路复用将涉及频率控制信号的反馈发送和对其它站的干扰噪声的功耗保持在最小。
只使用图10所示的格式A而非使用如上所述两种类型的格式，可以实现相同的功能。例如，当频率偏移的绝对值持续地超过阈值α时，按照规定的功率发送FC命令，在其它情况下，在要发送FC命令时执行DTX发送(使发送功率为0(＝-∞[dBm]))。在此情况下，移动站设备可以通过监测对FC命令的接收级来识别频率控制是否有效，因此，不需要用于格式识别的控制信息。
可以在基站收发器站设备的设置条件中将需要进行频率控制的环境指定为一定范围(如在公路或铁路旁，存在/不存在障碍物)。因此，可以根据基站收发器站设备的设置条件执行格式选择或使利用DTX发送的控制有效/无效，而不是动态确定是否需要进行频率控制。具体来说，例如，可以使用这样的方法，其中，将频率控制的有效/无效预先设置为基站收发器站设备所独有的控制参数。
接下来，对移动站设备210的操作进行说明。移动站设备210通过在解码器605中对接收信号进行解码获得上述FC命令。将该FC命令发送给频率控制器23。频率控制器23通过将该FC命令指示的频率加入当前上行链路频率，来计算出待生成的频率。例如，在当前上行链路频率是“fcc(Hz)”时，如果从基站收发器站设备接收的FC命令指示“+a(Hz)”，则获得“fcc+a(Hz)”。按相同的方式，当FC命令指示“-a(Hz)”时，获得“fcc-a(Hz)”。频率控制器23生成与计算出的频率相对应的控制电压并将其输入给上行链路VCO 22。
在第二实施例的配置中，用于控制下行链路频率的方法与常规方法相同，并将FC命令仅用于控制上行链路频率。但是，还将来自AFC单元608的控制电压输入给频率控制器23。当使FC命令的频率控制失效时，频率控制器23使用来自AFC单元608的控制电压来控制上行链路VCO 22。在此情况下，与常规技术一样，上行链路频率与下行链路频率变得彼此相等。
当移动站设备210处于交接状态并且从多个基站收发器站设备接收FC命令时，通过以下多种方法中的任何一种方法生成待输入给上行链路VCO 22的控制电压。假设交接控制器606对来自每个周围基站收发器站设备的接收信号的质量进行监测。
1、选择来自具有最佳接收质量的基站收发器站设备的FC命令，并且只根据所选FC命令生成控制电压。
2、使用各接收质量作为权重将从多个基站收发器站设备接收的FC命令组合起来，并根据该计算结果生成控制电压。例如，在将接收SIR用于加权组合的情况下，当来自基站收发器站设备i的信号的接收SIR是“SIRi”，并且来自基站收发器站设备i的FC命令的频率控制量是“FCi”时，根据以下公式来计算频率控制组合量Ccomb。
FCcomb=Σi(SIRi×FCi)/ΣiSIRi]]>图12是用于说明频率控制次序的图。在稍后要描述的第三到第七实施例中执行该次序。
首先，从基站收发器站设备向移动站设备发送时隙#N的下行链路数据。移动站设备在从基站收发器站设备的发送定时起延迟了下行链路传播路径的传播延迟(＝Tp)的定时接收到该下行链路数据。移动站设备在从该下行链路数据的接收定时起延迟了规定的系统特定时间(＝TUL-DL)的定时发送时隙#N的上行链路数据。基站收发器站设备在从移动站设备的发送定时起延迟了上行链路传播路径的传播延迟(＝Tp)的定时接收到时隙#N的上行链路数据。然后，基站收发器站设备中的相位误差检测器506通过包括在时隙#N的上行链路数据中的导频信号的时间相关来计算出接收波的频率偏移。FC命令生成器11根据计算出的频率偏移，通过使用上述多种方法中的任一种方法生成FC命令。此时，从接收导频信号到生成FC命令的处理时间是Td1。通过帧生成器12将生成的FC命令插入时隙#N+1的下行链路数据的规定位置中，并且将其发送给移动站设备。
接下来，移动站设备在延迟了传播延迟(＝Tp)的定时接收到时隙#N+1的下行链路数据。解码器605从接收的时隙解码出FC命令。该解码处理耗时Td2。将所解码的FC命令转换成用于在频率控制器23中控制上行链路VCO 22的振荡频率的控制电压。因此，移动站设备按照根据FC命令控制后的频率发送时隙#N+1。随后，通过按时隙周期重复上述频率控制，在移动站设备中，能够与下行链路频率相独立地控制上行链路频率。
图13和图14是说明第二实施例的移动通信系统中的频率控制的图。在交接区中图13和图14所示的控制互不相同。
移动站设备(MS)与基站收发器站设备(BTS1和BTS2)的相对位置和移动站设备与基站收发器站设备之间的传播环境与参照图7所说明的相同。在开始对专用信道的呼叫请求之前，移动站设备对通过公共信道从基站收发器站设备(BTS1)接收的接收波执行AFC。当从移动站设备发出呼叫请求时，基站收发器站设备(BTS1)的接收波的频率是“fc+2fd”。换句话说，基站收发器站设备(BTS1)检测到的频率偏移Δf0等于多普勒频移的两倍。
当检测到来自移动站设备的呼叫请求时，基站收发器站设备(BTS1)通过使用FC命令开始对上行链路频率进行控制。此时，该FC命令指示移动站设备对发送频率进行控制，使得基站收发器站设备(BTS1)处的频率偏移变成零。通过该FC命令，移动站设备的发送频率收敛于“fc-fd”。结果，基站收发器站设备(BTS1)的接收波频率变成“fc”。换句话说，基站收发器站设备(BTS1)的频率偏移变成零。然而，不对下行链路执行频率控制。因此，移动站设备的接收波频率变成“fc+fd”。换句话说，与图2所示的常规技术中的一样，移动站设备中的待补偿的频率偏移是“fd”。
当移动站设备经过基站收发器站设备(BTS1)的附近时，对上行链路频率执行反馈控制，从而将基站收发器站设备1(BTS1)中的频率偏移锁定为零。由此，移动站设备的发送频率从“fc-fd”变化到“fc+fd”，同时跟踪了多普勒频移的极性变化。
当移动站设备从基站收发器站设备(BTS1)退远并向基站收发器站设备(BTS2)靠近时，两个基站收发器站设备都处于软交接状态。图13和图14中的对交接状态的控制互不相同。
在图13所示的示例中，当基准小区是基站收发器站设备(BTS1)时，移动站设备只根据来自基站收发器站设备(BTS1)的FC命令执行AFC。因此，移动站设备的发送频率保持在“fc+fd”，基站收发器站设备(BTS1)中的频率偏移保持为零。然而，在该时段中，基站收发器站设备(BTS2)中的频率偏移是“2fd”。此时，从基站收发器站设备(BTS1)接收的接收信号质量很高，而从基站收发器站设备(BTS2)接收的接收信号质量很低。结果，在本实施例中，移动站设备可以通过只使用来自基站收发器站设备(BTS1)的信号(而不是通过将来自基站收发器站设备(BTS1)与基站收发器站设备(BTS2)的信号进行组合)，来再生数据。
当将基准小区从基站收发器站设备(BTS1)切换到基站收发器站设备(BTS2)时，移动站设备根据来自基站收发器站设备(BTS2)的FC命令执行AFC。因此，移动站设备的发送频率按照根据反馈控制的时间常数的速度从“fc+fd”变化成“fc-fd”。结果，基站收发器站设备(BTS2)中的频率偏移变成零；但是，基站收发器站设备(BTS1)中的频率偏移变成“2fd”。
在图14所示的示例中，在交接区中，通过使用接收质量作为权重对来自基站收发器站设备(BTS1)与基站收发器站设备(BTS2)的FC命令进行组合。然后，移动站设备的发送频率从“fc+fd”缓慢地变化成“fc-fd”。通过在切换基准小区之前预先减小从移动站设备退远的基站收发器站设备(BTS1)中的频率偏移，可以将向移动站设备靠近的基站收发器站设备(BTS2)中的频率偏移保持得小于“2fd”。因此，将频率偏移有利地分配给涉及交接的多个基站收发器站设备。
在图13所示的控制下，减小了移动站设备中的频率控制器23上的负荷。另一方面，在图14所示的控制下，在切换基准小区的前后平滑地改变上行链路频率，因此，在交接期中改进了各基站收发器站设备和移动站设备中的接收质量。
<第三实施例>
图15是示出了第三实施例的移动通信系统的配置的图。图15所示的基站收发器站设备120和移动站设备220与第二实施例的基站收发器站设备110和移动站设备210基本上相同。然而，在第三实施例的基站收发器站设备120中，不必向帧生成器12发送由相位误差检测器506检测到的检测结果。在第三实施例的移动站设备220中，通过由频率控制器23生成的控制电压来对下行链路VCO 21进行控制，该下行链路VCO 21用于生成对下行链路信号进行下变频的周期波。
在具有上述配置的系统中，FC命令生成器11生成FC命令，在该FC命令中，将频率控制ON/OFF(开/关)位(例如，0关和1开)加入在第二实施例中生成的命令中的最高顺序位(或最大有效位)。其中，“在第二实施例中生成的命令”可以是上述三种类型的命令中的任何一种。与第二实施例中的频率控制的有效/无效确定类似，根据对相位误差检测器506检测到的频率偏移与阈值之间的比较或基站收发器站设备的设置条件来生成频率控制开/关位。与频率控制的有效/无效无关地，帧生成器12将上述FC命令插入图10所示的格式A中，并按规定的功率进行发送。
当接收到该FC命令时，移动站设备220中的频率控制器23根据图16所示的流程，生成待提供给下行链路VCO 21和上行链路VCO 22的控制电压。
在图16中，在步骤S21中，检查是否在专用信道中执行通信。如果通信是在专用信道中执行的，则处理进行到步骤S31，否则，处理进行到S22。假设当不在专用信道中执行通信时移动站设备通过公共信道从基站收发器站设备接收控制信号。
1、在公共信道中进行通信的过程中(步骤S22-S23)移动站设备在通过公共信道从基站收发器站设备接收控制信号时基本上不接收FC命令。因此，在此情况下，频率控制器23将由AFC单元608生成的控制电压提供给下行链路VCO 21和上行链路VCO 22。
2、在专用信道中进行通信的过程中(步骤S31-S37)在移动站设备发出呼叫请求并且专用信道中的通信开始之后，可以用利用FC命令的控制来代替AFC的频率控制功能，因此，提供给相位误差检测器607和AFC单元608的时钟停止。由此，可以减少冗余时钟的功耗。
通过接收的FC命令的最高顺序位识别频率控制开/关。当执行频率控制时，生成互不相同的上行链路频率和下行链路频率。同时，当不执行频率控制时，上行链路频率和下行链路频率变得相同。
2a、当频率控制开启(ON)时(步骤S33-S36)当执行频率控制时，根据FC命令中的频率控制信息，生成用于上行链路VCO 22的控制电压。控制电压的生成与第二实施例中的相同，也就是说，当移动站设备向基站收发器站设备靠近时，对上行链路VCO 22进行控制，使得发送频率变成“fc-fd”。当移动站设备从基站收发器站设备退远时，对上行链路VCO 22进行控制，使得发送频率变成“fc+fd”。此时，通过将具有与发送频率相反的极性的多普勒频移频率fd加入基准频率fc，能够获得接收频率。换句话说，当移动站设备向基站收发器站设备靠近时，对下行链路VCO 21进行控制，使得接收频率变成“fc+fd”。当移动站设备从基站收发器站设备退远时，对下行链路VCO 21进行控制，使得接收频率变成“fc-fd”。
根据上述频率控制，获得了图13和图14所示的上行链路频率和下行链路频率，因此，在视距条件下的高速运动环境中，在基站收发器站设备和移动站设备二者中的频率偏移都变成零。根据该配置，不必进行AFC，由此，除了针对上行链路频率以外，也可以针对下行链路频率实现高速和宽带频率控制。此外，不需要专利文献1中描述的复杂的可变控制电路。
在从由于来自移动站设备的呼叫请求而导致的基站收发器站设备的频率控制的开始到上行链路频率收敛到合适的值的时段中，不执行下行链路频率控制。因此，在从频率控制开始起经过规定时间γ的时段中，频率控制器23根据FC命令只更新上行链路VCO 22的控制电压，而不更新下行链路VCO 21的控制电压。
当接收到来自交接的目标基站收发器站设备的FC命令时，不必对规定时间γ进行监测，并如上所述地更新下行链路VCO 21和上行链路VCO22的控制电压。
2b、当频率控制关闭(OFF)时(步骤S37)频率控制器23根据FC命令中的频率控制信息将同一控制电压值输出给下行链路VCO 21和上行链路VCO 22。在此情况下，可以实现与图1所示的常规系统中的AFC相同的操作。
<第四实施例>
图17是示出了第四实施例的移动通信系统的配置的图。图17所示的基站收发器站设备130和移动站设备230与第二实施例的基站收发器站设备110和移动站设备210基本上相同。然而，在第四实施例的移动站设备230中，包括有由AFC单元608控制的VCO 609，而不包括下行链路VCO 21和上行链路VCO 22。还包括有相位旋转器31，其用于根据来自频率控制器23的指令使基带区中的发送符号的相位旋转。
在具有上述配置的移动站设备230中，频率控制器23将通过FC命令更新的频率转换成相位旋转θ，并将该相位旋转θ提供给相位旋转器31。相位旋转器31对基带区中的上行链路信号执行复数乘法“exp(jθ)”。由此，使基带区中的上行链路信号的相位旋转“θ”。
通过上述相位旋转，可以获得相当于将上行链路信号的频谱移动等于“θ”的频率的效果。换句话说，与图13或图14所示的操作等效地控制了从移动站设备的天线单元601输出的发送波的频率。
如上所述，在第四实施例中，在不包括上行链路和下行链路中的每一个的VCO的情况下，可以实现与第二实施例类似的控制。
<第五实施例>
图18是示出了第五实施例的移动通信系统的配置的图。基站收发器站设备140和移动站设备240与第二实施例的基站收发器站设备110和移动站设备210基本上相同。然而，在第五实施例的移动站设备240中，包括有同步检测器41(而非同步检测器604)，该同步检测器41根据来自交接控制器606和频率控制器23的指令执行检测操作。
图19是示出了第五实施例的同步检测器的配置的图。如图19所示，同步检测器41包括传播路径估计单元42、复数乘法器43、最大比组合单元44以及平均区控制器45。
传播路径估计单元42通过对包括在下行链路的正交解调数据中的导频信号进行同相相加和取平均来计算传播路径估计值(传播路径变化的估计值)。在软交接中，传播路径估计单元42还计算在移动站设备与涉及交接的多个基站收发器站设备之间的各传播路径的传播路径估计值。复数乘法器43将正交解调数据乘以对应传播路径估计值的复共轭。由此，对各接收信号执行同步检测。最大比组合单元44对多个同步检测结果执行最大比组合，并输出最终同步检测数据。
图20是用于第五实施例的传播路径估计单元42的示例。在传播路径估计单元42中，周期性地输入存储在各时隙的首部中的导频信号。传播路径估计单元42计算连续N个导频信号的平均。该平均的结果是传播路径估计值(传播路径中的相位波动的估计值)。
上述操作属于常规技术。另一方面，在第五实施例的同步检测器41中，传播路径估计单元42响应于来自平均区控制器45的指令执行传播路径估计。
当移动站设备处于交接状态并且频率控制针对涉及交接的一个或多个基站收发器站设备有效时，平均区控制器45向传播路径估计单元42提供用于与一般情况相比减小相加平均时间的指令。接收到该指令的传播路径估计单元42减少要被平均的导频信号的数量。由此，传播路径估计的时间常数变短，从而可以提高相位补偿操作的响应速度。通过交接控制器606确定移动站设备是否处于交接状态。此外，例如，通过用于识别图10所示的格式A/B的信息，或者通过FC命令区的接收级是否超过了阈值或DTX，能够确定频率控制是否有效。
在交接中，如图13和图14所示，从远离移动站设备的基站收发器站设备(BTS1)和靠近移动站设备的基站收发器站设备(BTS2)接收下行链路数据。此时，从这两个基站收发器站设备(BTS1和BTS2)接收的一对下行链路信号的接收频率相差“2fd”。因此，例如，当执行根据上述第二实施例的频率控制时，对具有“2fd”的频率偏差的这一对下行链路接收信号执行最大比组合，因此，可能劣化交接期中的接收质量。
另一方面，根据第五实施例，当在高速运动环境下执行软交接时，将传播路径估计的时间常数控制为很短，实现了可以跟踪由于频率偏移而导致的相位旋转的相位补偿。由此，可以抑制最大比组合中的质量劣化。
<第六实施例>
第六实施例的移动通信系统的配置与图18所示的第五实施例的配置基本上相同。然而，在第五和第六实施例中，同步检测器41的操作互不相同。
图21是示出了第六实施例的同步检测器的配置的图。第六实施例的同步检测器的配置与第五实施例的基本上相同。然而，第六实施例的同步检测器包括基站收发器站设备选择器46，而不包括第五实施例的平均区控制器45。
当移动站设备处于交接状态并且在涉及交接的一个或多个基站收发器站设备中频率控制有效时，基站收发器站设备选择器46只选择设置在基准小区中的基站收发器站设备。另一方面，当不满足上述条件时，基站收发器站设备选择器46选择涉及交接的全部的(或部分的)基站收发器站设备。通过交接控制器606检测基准小区。
传播路径估计单元42只对从基站收发器站设备选择器46所选择的一个或者多个基站收发器站设备接收的一个或者多个信号执行传播路径估计和最大比组合。换句话说，在上述交接环境下，通过只使用从基准小区中的基站收发器站设备接收的信号来执行同步检测。
在常规系统中，当在高速运动环境下执行软交接时，对具有频率差“2fd”的下行链路信号执行最大比组合。为此，在这种环境下，有可能通过执行最大比组合而使接收质量进一步劣化。然而，在高速运动环境下的软交接中，第六实施例只使用来自具有最高接收质量的基准小区中的基站收发器站设备的信号执行同步检测，由此，可以防止由于最大比组合而导致的接收质量的劣化。
<第七实施例>
第七实施例的移动通信系统的配置与图18所示的第五实施例的配置基本上相同。然而，在第五与第七实施例之间，同步检测器41的操作不同。
图22是示出了第七实施例的同步检测器的配置的图。第七实施例的同步检测器41包括频率补偿控制器52和传播路径估计单元53，而不包括平均区控制器45和传播路径估计单元42。
当移动站设备处于交接状态并且在涉及交接的一个或多个基站收发器站设备中频率控制有效时，频率补偿控制器52执行频率偏移补偿，而在不满足上述条件时不执行频率偏移补偿。
当频率偏移补偿有效时，频率补偿控制器52向传播路径估计单元53通知来自涉及交接的各基站收发器站设备的接收波中的待补偿的频率偏移。频率控制器23根据发自各基站收发器站设备的FC命令来计算“待补偿的频率偏移”。传播路径估计单元53对到各基站收发器站设备的传播路径进行估计，同时补偿由频率补偿控制器52通知的频率偏移。
图23是在第七实施例中使用的传播路径估计单元的示例。与图20所示的传播路径估计单元42类似，传播路径估计单元53计算导频信号的同相相加平均。然而，在传播路径估计单元53中，为了补偿频率偏移，将相加平均电路的输入信号乘以“exp(-jnθ)”，并将来自相加平均电路的输出信号乘以“exp(jmθ)”。其中，“θ”是每符号的相位旋转，“n”是当目标时隙的首部符号为0时所加导频信号的符号位置(n为从目标时隙的首部起的未来方向是正值的整数)，而“m”是目标时隙中的检测信号的符号位置(m＝0到M-1M为一个时隙内的符号数)。
如上所述，在第七实施例中，由于在对频率偏移进行补偿的同时执行传播路径估计，所以提高了同相相加的估计精度。通过使用将频率偏移量的相位旋转加入计算出的传播路径估计值的结果来执行同步检测，因此，可以补偿传播路径中的相位波动，同时补偿由于频率偏移而导致的相位波动。
在第七实施例中，在高速运动环境下的软交接中，在对残存在各基站收发器站设备中的频率偏移进行补偿的同时执行同步检测，结果，可以完全防止最大比组合中的接收质量劣化。
如上所述，在第五到第七实施例中，在交接中改变了移动站设备中的同步检测操作，即使来自一个基站收发器站设备的接收波的多普勒频移极性与来自另一基站收发器站设备的接收波的多普勒频移极性不同，也可以执行有利的解调处理。因此，可以改进交接操作中的接收质量。
第五到第七实施例中的所有实施例都改进了在高速运动环境下的软交接中的接收质量。在第七实施例中接收质量改进效果是最显着的，第五实施例次之，其次是第六实施例。然而，随着接收质量改进效果变得更加显着，同步检测的处理也变得复杂。因此，应当根据所需的接收质量级和实施中的影响(成本等)来确定应当采用哪个实施例。
权利要求
1.一种用于向移动站设备发送无线电波并且从移动站设备接收无线电波的基站收发器站设备，其包括检测单元，用于检测来自移动站设备的接收波的频率偏移；和频率控制单元，用于根据该检测单元检测到的频率偏移对用于向移动站设备发送信号的载波的发送频率进行控制，以消除在连接到移动站设备的无线电链路中出现的多普勒频移。
2.根据权利要求1所述的基站收发器站设备，其中，所述频率控制单元与对用于对来自移动站设备的接收信号进行下变频的周期波的频率控制相独立地控制发送频率。
3.根据权利要求1所述的基站收发器站设备，其中，所述频率控制单元通过向发送给移动站设备的基带区中的发送符号提供与所述检测单元检测到的频率偏移相对应的相位旋转，来控制发送频率。
4.根据权利要求3所述的基站收发器站设备，其中，所述检测单元对来自多个移动站设备的接收波的各频率偏移进行检测，并且其中，所述频率控制单元响应于检测到的各个频率偏移对各移动站设备的发送频率进行控制。
5.一种用于向基站收发器站设备发送无线电波并且从基站收发器站设备接收无线电波的移动站设备，其包括接收单元，用于接收根据基站收发器站设备中的接收波的频率偏移而生成的频率控制信息；和频率控制单元，用于根据该频率控制信息对用于向基站收发器站设备发送信号的载波的发送频率进行控制，以消除基站收发器站设备中的接收波的频率偏移。
6.根据权利要求5所述的移动站设备，其中，所述频率控制单元与对用于对来自基站收发器站设备的接收信号进行下变频的周期波的频率控制相独立地控制发送频率。
7.根据权利要求5所述的移动站设备，其还包括用于生成载波的压控振荡器，其中，所述频率控制单元通过根据所述频率控制信息控制所述压控振荡器的输入电压来控制发送频率。
8.根据权利要求5所述的移动站设备，其中，所述频率控制单元通过对发送给移动站设备的基带区中的发送符号提供由所述频率控制信息指示的相位旋转，来控制发送频率。
9.一种移动通信系统，其具有用于相互发送/接收无线电波的第一通信设备和第二通信设备，所述移动通信系统包括设置在第一通信设备中的检测单元，用于检测来自第二通信设备的接收波的频率偏移；和设置在第一通信设备中的第一频率控制单元，用于根据所述检测单元检测到的频率偏移对用于向第二通信设备发送信号的载波的发送频率进行控制，以消除在第一通信设备与第二通信设备之间的无线电链路中出现的多普勒频移。
10.根据权利要求9所述的移动通信系统，还包括设置在第一无线电通信设备中的生成单元，用于生成频率控制信息，该频率控制信息包括用于消除所述检测单元检测到的频率偏移的指令；和设置在第二通信设备中的第二频率控制单元，用于根据所述频率控制信息对用于从第二通信设备向第一通信设备发送信号的载波的发送频率进行控制。
11.根据权利要求10所述的移动通信系统，其中，所述第二频率控制单元通过将多普勒频移频率加入基准频率来生成发送频率或接收频率中的任何一个，所述接收频率是用于对来自第一通信设备的接收信号进行下变频的周期波频率，并且其中，所述第二频率控制单元通过从基准频率减去所述多普勒频移频率来生成发送频率或接收频率中的另一个。
12.根据权利要求10所述的移动通信系统，其中，所述频率控制信息是指示增大或减小发送频率的二进制信息。
13.根据权利要求10所述的移动通信系统，其中，所述频率控制信息包括指示增大或减小发送频率的二进制信息和指示更新步长的信息。
14.根据权利要求10所述的移动通信系统，其中，所述频率控制信息是指示所述检测单元检测到的频率偏移的信息。
15.根据权利要求10所述的移动通信系统，其中，只有在所述检测单元检测到的频率偏移持续地超过偏移阈值规定时段时，所述第二频率控制单元才对载波的发送频率进行控制。
16.根据权利要求10所述的移动通信系统，其中，当第一通信设备是设置在预测出现多普勒频移的位置处的基站收发器站设备并且第二通信设备是移动站设备时，使用具有用于对所述频率控制信息进行多路复用的区的时隙，并且其中，当第一通信设备是设置在预测不出现多普勒频移的位置处的基站收发器站设备并且第二通信设备是移动站设备时，使用不具有用于对所述频率控制信息进行多路复用的区的时隙。
17.根据权利要求10所述的移动通信系统，其中，当所述检测单元检测到的频率偏移持续地超过偏移阈值规定时段时，使用具有用于对所述频率控制信息进行多路复用的区的时隙，并且其中，当不满足有关频率偏移的所述条件时，使用不具有用于对所述频率控制信息进行多路复用的区的时隙。
18.根据权利要求10所述的移动通信系统，其中，当所述检测单元检测到的频率偏移持续地超过偏移阈值规定时段时，通过使用时隙中的预定区发送所述频率控制信息，并且其中，当不满足有关频率偏移的所述条件时，将该预定区设置为信号空缺状态。
19.一种包括移动站设备和多个基站收发器站设备的移动通信系统，其包括设置在各基站收发器站设备中的生成单元，用于根据来自移动站设备的接收波的频率偏移来生成频率控制信息；和设置在移动站设备中的频率控制单元，用于根据在该多个基站收发器站设备中的至少一个中生成的频率控制信息来对用于向基站收发器站设备发送信号的发送频率进行控制。
20.根据权利要求19所述的移动通信系统，其中，当所述移动站设备处于交接状态时，所述频率控制单元根据来自具有最佳接收质量的基站收发器站设备的频率控制信息来控制发送频率。
21.根据权利要求19所述的移动通信系统，其中，当所述移动站设备处于交接状态时，所述频率控制单元使用来自各基站收发器站设备的信号接收质量作为权重对来自各基站收发器站设备的频率控制信息进行组合，并根据所述经加权的组合结果来控制发送频率。
22.根据权利要求19所述的移动通信系统，其中，所述移动站设备当处于交接状态并且通过使用来自一个或更多个基站收发器站设备的频率控制信息来控制发送频率时，将在接收信号的解调中执行的传播路径估计的时间常数调节得更短。
23.根据权利要求19所述的移动通信系统，其中，所述移动站设备当处于交接状态并且通过使用来自一个或更多个基站收发器站设备的频率控制信息来控制发送频率时，只对来自具有最佳接收质量的基站收发器站设备的接收信息进行解调。
24.根据权利要求19所述的移动通信系统，其中，所述移动站设备当处于交接状态并且通过使用来自一个或更多个基站收发器站设备的频率控制信息来控制发送频率时，在根据各基站收发器站设备的频率控制信息对频率偏移进行补偿的同时执行传播路径估计。
全文摘要
移动通信系统、基站收发器站设备和移动站设备。一种基站收发器站设备中的相位误差检测器，其对来自移动站设备的接收波中的由于多普勒频移而导致的相位误差进行检测。一种相位旋转器，其根据该相位误差检测器检测到的相位误差使基带区中的发送符号的相位旋转，以消除在从基站收发器站设备到移动站设备的下行链路中出现的多普勒频移。
文档编号H04B7/26GK1933365SQ200610001269
公开日2007年3月21日 申请日期2006年1月12日 优先权日2005年9月15日
发明者二见哲宏, 箕轮守彦 申请人:富士通株式会社