CN103401581A - 移动台、移动无线电通信系统和移动无线电通信方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及移动台、移动无线电通信系统和移动无线电通信方法。提供了一种移动无线电通信方法，其中移动台在多个基站之间迅速移动。为了在移动台在迅速地移向或移离基站的同时执行通信时维持良好的通信质量，需要大量计算，这进而又需要功耗的增大和发热的增大。提供了一种移动无线电通信系统，包括：检测装置，其检测移动台和多个基站之间的相对位置的波动；以及选择装置，用于选择用于接收上行链路信号的上行链路信号接收基站，并且根据由检测装置检测到的相对位置的波动，选择一个或多个基站作为用于发射下行链路信号的下行链路信号发射基站，其中该一个或多个基站与本移动台的距离的增减与上述上行链路信号接收基站相比是相反方向的。

Description

移动台、移动无线电通信系统和移动无线电通信方法

本申请是申请日为2009年2月5日、申请号为200980104671.X且题为“移动台、移动无线电通信系统、移动无线电通信方法和移动无线电通信程序”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在多个基站之间移动的移动台、包括这些基站和移动台的移动无线电通信系统以及该移动无线电通信系统中的移动无线电通信方法和移动无线电通信程序。

背景技术

在比如蜂窝电话通信系统之类的在固定在地面上的基站和具有相对于基站的速度的移动台之间通信的移动无线电通信系统中，移动台使得在移动台中配备的基准时钟的频率跟随被叠加在从基站到移动台的信号（下行链路信号）上的基站基准时钟的频率（频率捕捉和频率跟随）。另外，移动台基于跟随基站基准时钟的基准时钟来对下行链路信号执行信号处理。另外，移动台利用相同的基准时钟创建到基站的信号（上行链路信号）并且将其发射到基站。

作为在这种移动无线电通信系统中使用的移动台的示例，在日本专利申请公布No.2001-157263、日本专利申请公布No.2000-269881、日本专利申请公布No.2004-104223或日本专利申请公布No.2004-333403中记载的采用CDMA（码分多址）体系和WCDMA（宽带码分多址）体系的蜂窝电话是已知的（以下也简称为CDMA体系蜂窝电话和WCDMA体系蜂窝电话）。

首先，作为第一种相关技术，将参考图10描述在日本专利申请公布No.2001-157263等等中记载的CDMA体系蜂窝电话。

CDMA体系蜂窝电话包括天线1、低噪声放大器2、外差体系的下变频器3以及RXAGC（接收机自动增益控制）放大器4，如图10所示。CDMA体系蜂窝电话还包括正交解调器（DEM）5、A/D（模拟/数字）转换器6、PLL（锁相环）7以及基准时钟发生器（TCXO（温度补偿晶体振荡器））8。另外，CDMA体系蜂窝电话包括延迟概况搜索器9、耙指电路10、定时发生器11、频率偏差估计器12、RAKE电路13、话音处理器14、编解码器电路15、扬声器16以及累加器17。CDMA体系蜂窝电话还包括麦克风18、信道编解码器19、D/A（数字/模拟）转换器20、正交调制器（MOD）21、TXAGC（发射机自动增益控制）放大器22、上变频器23以及功率放大器24。

接下来，将描述每个部件。PLL7通过使用基准时钟发生器8的输出作为基准时钟来为下变频器3、上变频器23、正交解调器5和正交调制器21生成本地频率信号。在天线1处接收的、作为来自基站的下行链路信号的接收信号在低噪声放大器2中被放大，然后在下变频器3中被转换成中频信号。在电平控制在RXAGC放大器4中被执行之后，转换后的中频信号通过正交解调器5中的准同步解调被转换成接收模拟基带信号。接收模拟基带信号在A/D转换器6中被进一步转换成接收数字基带信号，并且转换后的接收数字基带信号被输入到延迟概况搜索器9和耙指电路10。这里，来自基站的基站基准时钟被叠加在接收数字基带信号上。

延迟概况搜索器9基于从定时发生器11给出的帧定时信号为顺序输入的接收数字基带信号生成帧定时校正时间，并且将帧定时校正时间输出给定时发生器11。定时发生器11通过使用由基准时钟发生器8输出的基准时钟来生成理想帧定时信号。并且，定时发生器11通过将帧定时校正时间与理想帧定时信号相加以执行校正，从而来生成帧定时信号，并将帧定时信号提供给延迟概况搜索器9和耙指电路10。当帧定时信号被新输入时，延迟概况搜索器9计算定时的差异并将其作为新的帧定时校正时间提供给定时发生器11。通过重复这种校正处理，始终向延迟概况搜索器9和耙指电路10提供准确的帧定时信号。

耙指电路10包括多个耙指，用于将分散和延迟的接收信号分离成多径成分。耙指电路10基于输入的帧定时信号对每个耙指中的接收数字基带信号进行解调，并且把这些耙指的输出发送到RAKE电路13。耙指电路10还针对每个耙指提取接收数字基带信号中包括的导频数据，并且输出给频率偏差估计器12。频率偏差估计器12基于从耙指电路10输入的针对每个耙指的导频数据，为每个耙指计算频率偏差值，并且将每个耙指的频率偏差值输出给RAKE电路13。通过基于从频率偏差估计器12输入的针对每个耙指的频率偏差值对来自耙指电路10的针对每个耙指的输出信号执行加权合成，RAKE电路13生成接收解调数据，在这种接收解调数据中，衰减效应已经减轻。所生成的接收解调数据被输入到话音处理器14，并且还被话音处理器14解码。经解码的输出被输入到编解码器电路15。编解码器电路15将话音处理器14的输出转换成模拟信号，并将其从扬声器16输出作为声音。

频率偏差估计器12还对耙指电路10的每个耙指的频率偏差值执行加权合成并且将其输出到累加器17作为合成频率偏差值。累加器17将输入的合成频率偏差值与当前输出值相加，并且将加法结果输出到基准时钟发生器8的频率控制端。基准时钟发生器8根据输入到频率控制端的累加器17的输出值来改变振荡频率。这样，基准时钟发生器8的输出频率跟随被叠加在接收信号上的来自基站的基准时钟频率而变化（频率捕捉和频率跟随）。

另一方面，从麦克风18输入的语音信号被编解码器电路15转换成数字信号，并且转换后的信号在话音处理器14中被编码，并且经编码的信号被输入到信道编解码器19作为发射数据。发射数据在被信道编解码器19编码之后被D/A转换器20转换成发射模拟基带信号，并且被正交调制器21进一步调制成中频信号。中频信号在TXAGC（发射机自动增益控制）放大器22中被放大，然后被上变频器23转换到发射频率。转换后的具有发射频率的信号在被功率放大器24进一步放大之后作为发射信号被从天线1发射。

如上所述，提供给正交调制器21的本地频率信号和提供给上变频器23的本地频率信号是由使用基准时钟发生器8的输出作为基准时钟的PLL7生成的。因此，发射信号的频率也将根据基准时钟发生器8的输出频率而变化，换言之，它也将跟随被叠加在接收信号上的来自基站的基准时钟频率。

接下来，作为第二种相关技术，将参考图11描述利用直接转换体系的WCDMA体系蜂窝电话。

如图11所示，WCDMA体系蜂窝电话包括天线201、用于利用单个天线201执行同时发送和接收的双工器（DUP）202、基准时钟发生器（TCXO）203以及累加器204。WCDMA体系蜂窝电话还包括频率偏差估计器205、延迟概况搜索器206、定时发生器207、低噪声放大器（LNA）211以及带通滤波器（BPF）212、222、215和225。WCDMA体系蜂窝电话还包括正交解调器（DEM）213、AGC放大器214、224、A/D转换器216、PLL217、227、耙指电路218、RAKE电路219、功率放大器（PA）221、正交调制器（MOD）223以及D/A转换器226。WCDMA体系蜂窝电话还包括信道编解码器228以及未示出的话音处理器、编解码器电路、扬声器和麦克风。

这里，接收电路包括低噪声放大器211、带通滤波器212、正交解调器213、AGC放大器214、带通滤波器215、A/D转换器216、耙指电路218、RAKE电路219以及频率偏差估计器205。接收电路还包括延迟概况搜索器206、定时发生器207、累加器204、基准时钟发生器203以及PLL217。

发射电路包括信道编解码器228、D/A转换器226、带通滤波器225、正交调制器223、AGC放大器224、带通滤波器222、功率放大器221、累加器204、基准时钟发生器203以及PLL227。

首先，将描述构成接收电路的每个部件。如图11所示，PLL217利用基准时钟发生器203的输出作为基准时钟来为正交解调器213生成本地频率信号。在天线201处从基站接收的作为下行链路信号（接收高频信号）的接收信号被双工器202引导至接收电路。在接收电路中，接收信号被低噪声放大器211放大。并且，在经放大的信号之中，只有所需带宽中的高频信号被带通滤波器212选择。然后，在正交解调器213中，利用从PLL217提供来的本地频率信号执行准同步解调，并且将所选的高频信号转换成接收模拟基带信号。并且，转换后的接收模拟基带信号在A/D转换器216中被转换成接收数字基带（接收DBB）信号。转换后的接收数字基带信号被输入到延迟概况搜索器206和耙指电路218。这里，来自基站的基准时钟被叠加在接收数字基带信号上。

另外，延迟概况搜索器206比较从定时发生器207给出的帧定时信号和输入的接收数字基带信号，生成帧定时校正时间并将其输出到定时发生器207。定时发生器207通过利用由基准时钟发生器203输出的基准时钟来生成理想帧定时信号。并且，定时发生器207通过将从延迟概况搜索器206输入的帧定时校正时间与所生成的理想帧定时信号相加以执行校正，从而来生成帧定时信号，并将帧定时信号提供给延迟概况搜索器206和耙指电路218。当帧定时信号被新输入时，延迟概况搜索器206计算定时的差异并将其作为新的帧定时校正时间提供给定时发生器207。通过重复这种校正处理，始终向延迟概况搜索器206和耙指电路218提供准确的帧定时信号。

耙指电路218包括多个耙指，用于将分散和延迟的接收信号分离成多径成分。耙指电路218基于经校正的帧定时信号对每个耙指中的接收数字基带信号进行解调，并且把这些耙指的输出发送到RAKE电路219。耙指电路218还针对每个耙指提取接收数字基带信号中包括的导频数据，并且输出给频率偏差估计器205。频率偏差估计器205基于从耙指电路218输入的针对每个耙指的导频数据，为每个耙指计算频率偏差值，并且将每个耙指的频率偏差值输出给RAKE电路219。通过基于从频率偏差估计器205输入的每个耙指的频率偏差值对来自耙指电路218的每个耙指的输出信号执行加权合成，RAKE电路219生成接收解调数据。结果，生成了其中衰减效应已经减轻的接收解调数据。

频率偏差估计器205还对耙指电路218的每个耙指的频率偏差值执行加权合成并且将其输出到累加器204作为合成频率偏差值。累加器204将输入的合成频率偏差值与当前输出值相加，并且将加法结果输出到基准时钟发生器203的频率控制端。基准时钟发生器203根据输入到频率控制端的累加器204的输出值来改变振荡频率。这样，基准时钟发生器203的输出频率跟随被叠加在接收信号上的来自基站的基准时钟频率而变化（频率捕捉和频率跟随）。

接下来，将描述构成发射电路的每个部件。PLL227通过使用基准时钟发生器203的输出作为基准时钟来为正交调制器223生成本地频率信号。发射数据在被信道编解码器228编码之后被D/A转换器226转换成发射模拟基带信号。另外，发射模拟基带信号在正交调制器223中利用从PLL227提供来的本地频率信号被转换成发射信号，以作为上行链路信号（发射高频信号）。发射信号在被AGC放大器224和功率放大器221放大之后被双工器202引导至天线201。并且，发射信号被从天线201发射，作为从移动台到基站的上行链路信号（发射高频信号）。

根据上述构造，因为提供给正交调制器223的本地频率信号是由使用基准时钟发生器203的输出作为基准时钟的PLL227生成的，所以上行链路信号（发射高频信号）的频率也根据基准时钟发生器203的输出频率而变化。因此，上行链路信号（发射高频信号）的频率能够跟随被叠加在接收高频信号（下行链路信号）上的来自基站的基准时钟频率。

在移动无线电通信系统中，在基站和移动台处都为接收信号执行准同步解调。并且，因为如上所述在通信时移动台使其自己的基准时钟频率跟随来自基站的基准时钟频率，所以基站和移动台之间的接收和发射的双向数据通信中的任何频率差异都可得到抑制。结果，可以实现接收信号的准同步解调之后的信号解调处理的加速，并且还可以实现信号发射吞吐量的提高。

基站中使用的基准时钟发生器与移动台中使用的基准时钟发生器相比在温度变化和振荡下更稳定。这就是为什么移动台的基准时钟频率被配置为跟随来自基站的接收信号（下行链路信号）频率的原因。正是为了提高整个系统的频率稳定性，移动台才使其自己的基准时钟频率跟随基于基站中的基准时钟生成的接收（下行链路）信号频率。

接下来，将描述当像移动无线电通信系统那样移动台高速移动时发生的多普勒效应及其影响。

首先，将描述多普勒效应的基本原理。当电磁源在从观察者看来的角度θ的方向上以速度v[m/s]移动时，观察者所观察到的电磁波的频率f[Hz]由下式表示。

$f=\frac{\sqrt{1-{(v/c)}^2}}{1-(v/c)\cos }{f}_o---\left(1\right)$

这里，fo是电磁源所振荡的电磁波的频率，v是从观察者看来电磁源的移动速度，c是光速，并且θ是从观察者看来电磁源的移动方向的角度。

在电磁源朝着观察者移动的情况下，θ=0。此时的频率f是通过将θ=0代入式（1）中来计算的，并且结果变为如下。

$f=\frac{\sqrt{1-{(v/c)}^2}}{1-(v/c)}$ $f_o=\frac{\sqrt{1+(v/c)}}{1-(v/c)}{f}_o---\left(2\right)$

这里，如果给定v<<c，则可以近似如下。

$\sqrt{1-{(v/c)}^2}\&ap;1---\left(3\right)$

即，式（2）可以由式（4）近似如下。

$f=\frac{\sqrt{1+(v/c)}}{\sqrt{1-(v/c)}}$ $f_o=\frac{1+(v/c)}{\sqrt{1-{(v/c)}^2}}{f}_o\&ap;\{1+(v/c)\}{f}_o---\left(4\right)$

另外，在以下描述中，利用式（1）来描述多普勒效应的影响或者为了简易利用近似式（4）来描述多普勒效应的影响。

接下来，将描述多普勒效应对移动无线电通信系统的影响。

例如，如图12A所示，假定三个基站901、902和903从图中左侧起按顺序排列在一维空间上。这些基站901、902和903是以全相同的频率fo[Hz]发射下行链路信号的基站。

如图12A所示，移动台904位于基站901和基站902之间，并且假定它以速度v[m/s]的高速移离基站901，并且以同样的高速靠近基站902和903。在此情况下，在移动台904中，由于多普勒效应，观察到似乎来自每个基站901、902和903的下行链路信号频率fo[Hz]在变化，如图12B所示。即，当从正移离的移动台904来看时，来自基站901的下行链路信号频率fo观察起来似乎偏向减小方向。此时，当使用近似式（4）时，在移动台904处观察到的来自基站901的下行链路信号频率fb[Hz]由以下式（5）和图12B表示。另一方面，当从正高速靠近基站902的移动台904来看时，来自基站902的下行链路信号频率fo观察起来似乎偏向增大方向。此时，当类似地使用近似式（4）时，在移动台904观察到的来自基站902的下行链路信号频率fd[Hz]如以下式（6）和图12B所表示。类似地，当从正靠近的移动台904来看时，来自基站903的下行链路信号频率fo观察起来似乎偏向增大方向。此时，在移动台904观察到的来自基站903的下行链路信号频率fa[Hz]也如式（6）和图12B所表示。

fb=(1-v/c)·fo        (5)

fd=fa=(1+v/c)·fo        (6)

其中，c是光速。

换言之，在移动台处观察到的来自基站的下行链路信号的频率与在静止状况期间接收到的下行链路信号相比按频率比v/c增大或减小。结果，在如上所述的移动台的基准时钟频率跟随基站的基准时钟频率的移动无线电通信系统的配置中，移动台内的基准时钟频率也按相同的频率比v/c变化。

另外，上行链路信号和下行链路信号的发射和接收在移动无线电通信系统中一般是利用同一基站来执行的。因此，在使用接收信号准同步解调体系的系统中，当下行链路信号发生由于多普勒效应引起的频率比v/c的频率偏移时，在基站处观察到上行链路信号的进一步等频率量的频率偏移。将参考图12A来具体描述这一点。如图12A所示，假定正以v[m/s]的高速靠近基站902的移动台904正从基站902接收下行链路信号。此时，移动台904内的基准时钟频率由于多普勒效应增大成静止状况时基准时钟频率的(1+v/c)倍。

移动台904在此状态中生成上行链路信号。来自移动台方的发射频率根据基准时钟发生器的输出频率而变化。因此，生成了发射频率增大成静止状况时的发射频率的(1+v/c)倍的上行链路信号。当基站902接收到频率增大成静止状况时的频率的(1+v/c)倍的上行链路信号时，在基站902处观察到进一步增大成(1+v/c)倍的频率，因为多普勒效应也影响上行链路方向。换言之，当移动台904正高速（v[m/s]）靠近基站902时，在基站902处观察到频率fo的(1+v/c)²倍的频率，其中频率fo是当移动台904处于静止状况中时在基站902处观察到的频率。

高速移动的移动台的多普勒效应的影响还导致以下现象。即，假定移动台904经过了基站902，并且移动台904和基站902之间的位置关系从图12所示的位置方向关系变成了图13A所示的位置方向关系。此时，多普勒效应进行的频率偏移在图13A中突然改成减小方向偏移，而它在图12A中是增大方向偏移。当移动台904已经过基站902时在移动台904处观察到的频率fd'由式（7）给出。此时，在移动台904处观察到的频率变动Δfd由式（8）给出。

fd'=fb=(1-v/c)·fo    (7)

Δfd=-(2·v·fo)/c    (8)

类似地，当移动台904与基站902之间的位置方向关系从图12A的关系变成图13A的关系时，在基站902处观察到的频率突然从(1+v/c)·fo变成（1-v/c）·fo。因此，在基站902处观察到的频率变动值变成–(4·v·fo)/c，这是因为在移动台904处观察到的–(2·v·fo)/c的频率变动值被添加到从(1+v/c)·fo到(1-v/c)·fo的变动值。

发明内容

本发明要解决的问题

如上所述，在其中移动台在多个基站之间高速移动的移动无线电通信系统中，当移动台在向靠近基站或远离基站的方向上高速移动的同时进行通信时，由于多普勒效应而发生在基站处观察到的上行链路信号中的频率偏移。因此，为了维持良好的通信质量，基站需要执行处理来校正频率的这种偏移。然而，存在这样一个问题，即校正频率的这种偏移的处理导致操作量增加，并且与此相关地，所涉及的功率消耗和发热量增大。

本发明是考虑到上述情况而做出的，并且本发明的目的是提供一种移动无线电通信系统、移动无线电通信方法和移动无线电通信程序，其能够解决这样一个问题，即，当移动台在向着靠近基站或远离基站的方向高速移动的同时进行通信时，为了将通信质量维持在良好状况中，操作量增加并且所涉及的功率消耗和发热量也增大。

解决问题的手段

本发明的第一移动台包括：检测装置，用于检测对多个基站的相对位置的变化；以及选择装置，用于选择接收上行链路信号的上行链路信号接收基站，并且基于由检测装置检测到的相对位置的变化，选择一个或多个基站作为发射下行链路信号的下行链路信号发射基站，其中该一个或多个基站与自身移动台的距离的增减与上行链路信号接收基站的情况相比是相反的。

本发明的第一移动无线电通信系统包括多个基站和与每个基站通信的移动台，并且设置有：检测装置，用于检测移动台对多个基站的相对位置的变化；以及选择装置，用于选择接收上行链路信号的上行链路信号接收基站，并且基于由检测装置检测到的相对位置的变化，选择一个或多个基站作为发射下行链路信号的下行链路信号发射基站，其中该一个或多个基站与移动台的距离的增减与上行链路信号接收基站的情况相比是相反的。

多个基站和与每个基站通信的移动台中的本发明的第一移动无线电通信方法的特征在于：检测移动台对多个基站的相对位置的变化；选择接收上行链路信号的上行链路信号接收基站；并且基于检测到的相对位置的变化，选择一个或多个基站作为发射下行链路信号的下行链路信号发射基站，其中该一个或多个基站与移动台的距离的增减与上行链路信号接收基站的情况相比是相反的。

多个基站和与每个基站通信的移动台中的本发明的第一移动无线电通信程序使得计算机执行：检测移动台对多个基站的相对位置的变化的处理；选择接收上行链路信号的上行链路信号接收基站的处理；以及基于检测到的相对位置的变化，选择一个或多个基站作为发射下行链路信号的下行链路信号发射基站的处理，其中该一个或多个基站与移动台的距离的增减与上行链路信号接收基站的情况相比是相反的。

本发明的效果

根据本发明的构成，可以实现这样一个效果，即当移动台在向着靠近基站或远离基站的方向高速移动的同时进行通信时，能够实现良好状况的通信，而不会导致操作量的增加以及与之相关的所涉及的功率消耗和发热量的增大。

附图说明

图1A和图1B是示出作为本发明第一实施例的WCDMA通信系统的整体安排配置以及移动通信的状况的示图。

图2是示出根据本发明第一实施例的移动台的电气配置的框图。

图3A和3B是示出作为本发明第二实施例的WCDMA通信系统的整体安排配置以及移动通信的状况的示图。

图4是详细示出根据本发明第二实施例的移动台的电气配置的框图。

图5A和5B是示出作为本发明第三实施例的WCDMA通信系统的整体安排配置以及移动通信的状况的示图。

图6是详细示出根据本发明第三实施例的移动台的电气配置的框图。

图7是示出作为本发明第四实施例的WCDMA通信系统的整体安排配置以及移动通信的状况的示图。

图8是示出由在图7所示的移动通信的状况下发生的多普勒效应导致的在移动台处观察到的下行链路信号频率的偏移的示图。

图9是详细示出根据本发明第五实施例的移动台的电气配置的框图。

图10是示出传统CDMA体系蜂窝电话的电气配置的框图。

图11是示出利用直接转换体系的相关WCDMA体系蜂窝电话的电气配置的框图。

图12A和12B是示出传统技术的操作说明图。

图13A和13B是示出在传统技术中由多普勒效应导致的缺陷的示图。

标号描述

101、102、103、301、302、303、501、502、503、701、702和703基站

104、304、504、704和804  移动台

Sda、Sdd、Fda、Fdd、Hda和Hdd  下行链路信号

Sub、Sud、Fub、Fud、Hub和Hud  上行链路信号

201  天线

202  双工器（DUP）

211  低噪声放大器（LNA）

212、222、215和225  带通滤波器（BPF）

213  正交解调器（DEM）

214和224  自动增益控制（AGC）放大器

216  A/D转换器

217和227  PLL

218  耙指电路

219  RAKE电路

221  功率放大器（PA）

223  正交调制器（MOD）

226  D/A转换器

203  基准时钟发生器（TCXO）

204  累加器

205和401  频率偏差估计器

206和404  延迟概况搜索器

207  定时发生器

208  延迟/频率映射器

228  信道编解码器

229  存储器

402  频率映射器

403  本地频率设定电路

201a  具有朝着移动方向的指向性的天线（第一天线）

201b  具有朝着移动的相反方向的指向性的天线（第二天线）

805  检测装置

806  选择装置

具体实施方式

首先，将描述根据本发明实施例的移动无线电通信系统的概要。移动台选择位于移动路线（移动方向）前方并且正相对靠近的基站作为下行链路信号发射基站。并且，移动台接收来自下行链路信号发射基站的下行链路信号并对其进行解调。另一方面，移动台将位于移动路线后方并且正相对远离的基站指定为上行链路信号接收基站。并且移动台发射仅能被上行链路信号接收基站所辨识的上行链路信号。

实施例1

下面，将参考附图详细描述本发明的实施例。

图1A和图1B是示出作为本发明第一实施例的WCDMA移动无线电通信系统（以下为了简易也称为WCDMA通信系统）的整体安排配置以及移动通信状况的示图。根据此实施例，如图1A和图1B所示，出于描述原因，假定基站101、102和103中的每一个从图中左侧起按顺序在一维空间上以相互间隔并排的关系排列。图1A示出了在移动台104在朝着图中的右侧移动的同时经过存在于途中的基站102之前的移动通信的状况。图1B示出了移动台104已经经过基站102之后的移动通信的状况。

首先，将描述图1A所示的位置方向关系中的移动通信的状况。

在此情形下，移动台104以速度v[m/s]在基站101和基站102之间向图中的右侧移动。换言之，在移动台104以速度v的高速移离基站101的同时，移动台104高速靠近基站102和基站103。

将描述此情形中移动台104从基站接收下行链路信号的操作的概要（细节将在下文中描述）。根据此实施例1，假设移动台104选择来自位于移动路线的前方的基站的下行链路信号作为要接收的下行链路信号。

在WCDMA通信系统中，为了防止在小区边界上通信间歇断开，通过同时连接从移动台104到多个邻近基站的无线电链路来执行软越区切换通信。利用此功能，在图1A的情形中，位于移动路线的前方的最近基站102以频率fo[Hz]生成下行链路信号Sdd并且发射到正在靠近的移动台104，并且也位于移动路线的前方的基站103类似地以频率fo生成下行链路信号Sda并发射到正在靠近的移动台104。

移动台104接收来自最近的基站102的下行链路信号Sdd和来自邻近的基站103的下行链路信号Sda。移动台104的接收电路在软越区切换时可将基站102和103两者都选择为适于发射下行链路信号的基站。移动台104的接收电路可以通过以下方法将适于发射下行链路信号的基站选择为发射较好接收质量的下行链路信号的基站。即，移动台可以基于例如接收信号电平的强度来执行下行链路信号的提取和选择。即，通过比较接收信号电平的强度，移动台估计最近的基站或具有较小无线电干扰的基站，并且可以提取来自所估计的基站的下行链路信号作为要解调的信号。在此情况下，在图1A的情形中（除了存在由建筑物和地理状况导致的限制的情况以外），移动台104判断来自基站102的下行链路信号Sdd是具有良好接收电平的下行链路信号。结果，移动台104将基站102选择为发射了要接收的下行链路信号的基站。并且，移动台104提取来自基站102的下行链路信号Sdd并且对其进行解调。

另外，移动台104可以利用除上述以外的方法来提取和选择下行链路信号。例如，通过比较差错检测率，移动台104可以提取和选择下行链路信号。或者，移动台104经由网络预先保存关于（邻近的）基站101、102和103的位置关系信息，并且可以通过基于所获得的与基站之间的位置关系信息和每个接收信号中由多普勒效应引起的频率偏移认识到自身移动台正在经过哪个基站以及正在靠近哪个基站（最近的）这一事实，来不时地确定要连接到的基站。

接下来，将描述在图1A的情形中当移动台104向基站发射上行链路信号时的操作的概要（细节将在下文中描述）。根据此实施例1，当发射上行链路信号时，移动台104辨识位于自身移动台的移动路线后方并且正相对远离的基站，并且向该基站发射上行链路信号。移动台104通过以下过程来辨识哪个基站是供发射上行链路信号的基站。

在图1A的情形中，频率fo的下行链路信号被从正在靠近移动台104的基站102和103发射到移动台104，并且同时，未示出的频率fo（与基站102和103的发射频率相同）的下行链路信号也被从正在远离移动台104的基站101发射到移动台104。当移动台104接收到来自基站101的下行链路信号时，移动台104认识到在该下行链路信号中正发生由多普勒效应引起的向更低方向的频率偏移。移动台104基于此认识而认识到基站101正在远离自身移动台（对相对位置变化的认识）。

来自基站101的下行链路信号在正常操作中不能作为选择和解调的对象，因为正发生由多普勒效应引起的向更低方向的频率偏移。然而，通过检测在从基站101接收的下行链路信号中是否正在发生向更低方向的频率偏移，移动台104判断它是否是适于接收上行链路信号的基站（上行链路信号接收基站）。换言之，在图1A所示的情形中，因为在从基站101接收的下行链路信号中正在发生向更低方向的频率偏移，所以移动台104将基站101指定为上行链路信号接收基站。并且，移动台104向基站101发射上行链路信号Sub。基站101接收来自移动台104的上行链路信号Sub（其中正在发生由多普勒效应引起的向更低方向的频率偏移）。

移动台104可以利用除上述以外的方法来辨识上行链路信号接收基站。例如，移动台104经由网络预先在存储器电路229中保存关于邻近的（多个）基站的位置关系信息，并且可以通过基于所给出的与基站之间的位置关系信息认识到自身移动台正在移离哪个基站这一事实，来不时地确定要连接到的基站。

接下来将针对已从图1A所示的状态变化到图1B所示的状态的位置方向关系来描述移动通信的状况。此时，移动台104与基站102之间的关系从相互靠近的关系变成了相互远离的关系。这样，在图1B的情形中，移动台104进一步以速度v[m/s]的高速靠近基站103。另一方面，移动台104以速度v[m/s]的高速移离基站101和基站102。

首先，将描述当位置方向关系和移动通信状况从图1A所示的状态变化到图1B所示的状态时移动台接收下行链路信号的操作。

当位置方向关系和移动通信状况已从图1A所示的状态变化到图1B所示的状态时，在移动台104处接收到的下行链路信号之中，其中发生向更高方向的频率偏移的信号只是从基站103发射的下行链路信号Sda。结果，当情形从图1A的情形转移到图1B的情形时，移动台104选择和解调的下行链路信号从由基站102发射的下行链路信号Sdd切换到由基站103发射的下行链路信号Sda。

接下来，将描述在图1B的情形中移动台104向基站发射上行链路信号的操作。

当发射上行链路信号时，移动台104辨识位于自身移动台的移动路线后方并且正相对远离的基站，并且向该基站发射上行链路信号。移动台104通过以下过程来辨识上行链路信号将被发射到的基站。

在图1B的情形中，频率fo的下行链路信号被从靠近移动台104的基站103发射到移动台104，并且同时，未示出的频率fo（与基站103的发射频率相同）的下行链路信号也被从正在远离移动台104的基站101和102发射到移动台104。当移动台104接收到来自基站101和102的下行链路信号时，移动台104认识到在这些下行链路信号中的每一个中正发生由多普勒效应引起的向更低方向的频率偏移。移动台104基于此认识而认识到基站101和102正在远离自身移动台。并且，移动台104将多个基站101和102之中发射更好接收质量的下行链路信号的基站指定为上行链路信号将被发射到的基站。

移动台104在软越区切换时可以选择多个上行链路信号接收基站101和102。移动台104可以通过以下方法来指定上行链路信号接收基站。例如，通过比较每个（其中正发生由多普勒效应引起的向更低方向的频率偏移的）下行链路信号的接收信号电平的强度，移动台104估计最近的基站或具有较小无线电干扰的基站。并且，移动台104可以将所估计出的基站（即最近的基站或具有较小无线电干扰的基站）指定为上行链路信号将被发射到的基站。在此情况下，在图1B的情形中（除了存在由建筑物和地理状况导致的限制的情况以外），移动台104将最近的基站指定为上行链路信号要被发射到的基站。并且，移动台104向基站102发射上行链路信号Sud。移动台104所指定的基站102接收来自移动台104的上行链路信号Sud。

移动台104可以利用除上述以外的方法来辨识上行链路信号接收基站。例如，移动台104可通过比较差错检测率来辨识上行链路信号要被发射到的基站。或者，移动台104可以经由网络预先在存储器电路229中保存与多个周围基站之间的位置关系信息，并且可以通过基于所给出的与基站之间的位置关系信息和接收信号中由多普勒效应引起的向更低方向的频率偏移，来辨识上行链路信号要被发射到的基站。

接下来，将详细描述移动台的操作。

图2是详细示出图1所示的移动台104的电气配置的框图。

根据此实施例的移动台104与图11所示的传统配置的不同配置在于设置有延迟/频率映射器208。在移动通信时，延迟/频率映射器208从位于移动路线的前方的基站之中判断并选择其下行链路信号适于接收的基站，并且还从位于移动路线的后方的基站之中判断并指定上行链路信号适于被发射到的基站。

将参考图2来描述移动台104的每个部件的操作。在图2所示的移动台104中，基准时钟发生器（TCXO）203生成基准时钟，将其输出到接收电路方的PLL217和发射电路方的PLL227，并且还将该时钟提供给定时发生器207。接收电路方的PLL217利用基准时钟发生器203的输出作为基准时钟，生成要被输入到正交解调器（DEM）213的本地频率信号。发射电路方的PLL227利用基准时钟发生器203的输出作为基准时钟，生成要被输入到正交调制器（MOD）223的本地频率信号。

首先，将描述移动台104的接收操作。

从基站101、102和103发射来的下行链路信号（接收信号）中的每一个在天线（双工天线）201处被接收并被双工器（DUP）202引导至接收电路。被引导至接收电路的下行链路信号在低噪声放大器（LNA）211中被放大，并且只有所需带宽中的高频信号被带通滤波器（BPF）212选择，并且随后它被输入到正交解调器（DEM）213。对于输入到正交解调器（DEM）213的高频信号，利用从PLL217提供来的本地频率信号执行准同步解调，并且将其进一步转换成接收模拟基带信号。转换后的接收模拟基带信号在A/D转换器216中被进一步转换成接收数字基带（接收DBB）信号。转换后的接收数字基带信号被输入到延迟概况搜索器206和耙指电路218。这里，来自信号源基站的基准时钟被叠加在顺序输入的每个接收数字基带信号上。当移动台104正向基站高速移动时，在该基准时钟中发生由于多普勒效应引起的频率偏移。

延迟概况搜索器206比较从定时发生器207给出的帧定时信号和输入的接收数字基带信号，生成帧定时校正时间，并且输出给延迟/频率映射器208。

这里，从延迟概况搜索器206输出的帧定时校正时间包括基站信息，例如扰码，该扰码是特定的基站标识码并且是为每个接收的基站指派的。

延迟/频率映射器208比较在输入的帧定时校正时间中包括的基站信息（扰码）和从频率偏差估计器205输入的每个（接收）基站的频率偏差值。结果，延迟/频率映射器208辨识下行链路信号的发射基站所使用的扰码，并且判断使用该扰码的基站是位于自身移动台的移动路线的前方还是移动路线的后方。基于此判断，延迟/频率映射器208判定在从延迟概况搜索器206顺序输入的帧定时校正时间所指示的接收数字基带信号之中，来自哪个基站的哪个接收数字基带信号适于接收和解调。基于此判定，延迟/频率映射器208向定时发生器207输出帧定时校正时间，该帧定时校正时间选择了被视为“适于接收和解调”的来自基站的接收数字基带信号。

延迟/频率映射器208还判断适于向哪个基站发射上行链路信号。作为此判断的结果，延迟/频率映射器208生成指示出仅能够由被判断为“适于接收上行链路信号”的基站（上行链路信号接收基站）所识别的扰码的扰码选择信号，以及信道码选择信号，并将这些信号提供给信道编解码器228。

定时发生器207基于从基准时钟发生器203提供来的基准时钟来生成理想帧定时信号。并且，定时发生器207通过把从延迟/频率映射器208提供来的“选定”帧定时校正时间与所生成的理想帧定时信号相加来生成帧定时信号，并且将帧定时信号提供给耙指电路218和延迟概况搜索器206。

耙指电路218包括多个耙指，用于将接收信号分离成多径成分。耙指电路218基于从定时发生器207提供来的（经校正的）帧定时信号对接收数字基带信号解调，将来自每个耙指的输出发送给RAKE电路219，并且向频率偏差估计器205输出从每个耙指输出的导频数据。

频率偏差估计器205基于从构成耙指电路218的每个耙指输出的导频数据（叠加在接收数字基带信号上的来自基站的基准信号），计算每个耙指的频率偏差值，并且将每个耙指的频率偏差值输出给RAKE电路219。频率偏差估计器205为每个接收的基站计算频率偏差值，并且将其输出给延迟/频率映射器208。另外，频率偏差估计器205对耙指电路218中的每个耙指的频率偏差值执行加权合成。频率偏差估计器205将其中已完成加权合成的合成频率偏差值输出给累加器204。

RAKE电路219通过基于在频率偏差估计器205中计算的每个耙指的频率偏差值对来自耙指电路218的每个耙指的输出数据执行加权合成，来生成其中衰减效应已减轻的接收数据。

累加器204把从频率偏差估计器205提供来的、已完成加权合成的合成频率偏差值加到当前输出值。累加器204将此加法结果输出到基准时钟发生器203的频率控制端。

基准时钟发生器203通过根据输入到频率控制端的累加器204的输出值改变振荡频率，来生成基准时钟。基准时钟发生器203将所生成的基准时钟输出给接收电路方的PLL217和发射电路方的PLL227，并且还如上所述提供给定时发生器207。这样，基准时钟发生器203的输出频率（基准时钟频率）跟随被叠加在接收数字基带信号上的来自基站的基准时钟频率而变化。

接下来，将描述移动台104的发射操作。

信道编解码器228通过利用从延迟/频率映射器208输入的扰码选择信号和信道码选择信号（指示出仅能由被延迟/频率映射器208判断为“适于作为发射目的地”的基站识别的代码的信号）所指定的代码对输入发射数据编码，来生成发射数字基带信号（发射DBB信号）。

发射数字基带信号被D/A转换器226转换成发射模拟基带信号。发射模拟基带信号在正交调制器（MOD）223中被利用从PLL227提供来的本地频率信号进一步转换成发射高频信号。发射高频信号被AGC放大器224、带通滤波器（BPF）222和功率放大器（PA）221在预定的发射带宽上滤波并放大。然后，发射高频信号在双工器（DUP）202中被引导至天线201，并且作为发射信号（上行链路信号）被从天线201发射。

移动台104如上执行接收操作和发射操作。

接下来，将参考图1来描述此示例的移动无线电通信系统的操作。

将描述如图1A所示的通信状态，其中位于基站101和基站102之间的移动台104正移离基站101并移向基站102。

此时，移动台104的延迟/频率映射器208接收来自延迟概况搜索器206的帧定时校正时间中包括的基站信息（扰码）。延迟/频率映射器208还从频率偏差估计器205接收每个（接收）基站的频率偏差值。并且，延迟/频率映射器208基于基站信息（扰码）和频率偏差值，认识到基站102和基站103位于移动台104的移动路线的前方。同时，延迟/频率映射器208认识到基站101位于移动台104的移动路线的后方（对相对位置变化的认识）。

在接收和解调时，移动台104利用扰码来辨识来自位于移动台104的移动路线的前方的基站102和103的下行链路信号Sdd和Sda。这可以利用频率偏差估计器205、累加器204、基准时钟发生器203、延迟概况搜索器206、延迟/频率映射器208、定时发生器207、耙指电路218和RAKE电路219等等中的每个的功能来实现。另外，移动台104通过在需要时执行软越区切换，来顺序选择和解调所辨识出的下行链路信号Sdd和Sda之一，例如具有更高接收强度的下行链路信号。

结果，移动台104仅选择和解调来自位于移动路线的前方的基站102的下行链路信号或来自位于移动路线的前方的基站103的下行链路信号。并且，移动台104利用频率偏差估计器205、累加器204、基准时钟发生器203和PLL217中的每个的功能，使得基准时钟的频率跟随来自基站102和103的下行链路信号（接收高频信号）的频率。因此，在基准时钟中发生由多普勒效应的影响引起的向更高方向的频率偏移。即，基准时钟的频率变成由式（2）表示的值（这里，v是移动台104的移动速度，并且c是光速）。

另一方面，在发射时，移动台104生成利用仅能由位于移动台104的移动路线的后方的基站101辨识的扰码来编码的上行链路信号Sub，并且利用延迟/频率映射器208和信道编解码器228等等中的每个的功能来发射上行链路信号Sub。上行链路信号（发射高频信号）的发射定时和频率是基于跟随接收高频信号（下行链路信号）的频率的基准时钟，利用频率偏差估计器205、累加器204、基准时钟发生器203和PLL227中的每个的功能来生成的。因此，与基准时钟一样，在上行链路信号的频率中发生向更高方向的频率偏移。即，上行链路信号的频率变成由式（2）表示的值。因为利用扰码进行的编码，从移动台104发射的上行链路信号Sub仅被基站101接收。

基站101位于移动台104的移动路线的后方。因此，在基站101接收的信号亦即从移动台104发射的上行链路信号Sub的频率中发生向更低方向的频率偏移。具体而言，上行链路信号Sub的频率变成式（2）中表示的值，其中用（-v）替换了v。

结果，在基站101处观察到的频率变成如下。

$f=\frac{\sqrt{1+(v/c)}}{\sqrt{1-(v/c)}}\&CenterDot;\frac{\sqrt{1-(v/c)}}{\sqrt{1+(v/c)}}\&CenterDot;f_o=f_o---\left(9\right)$

即，分别在下行链路信号Sdd、Sda和上行链路信号Sub中发生的由多普勒效应引起的频率偏移相互抵消。基站101接收其中频率偏移已经这样抵消的上行链路信号Sub。

接下来，将描述在如图1B所示移动台104已经经过了基站102并且在基站102和基站103之间移动的情况下的操作。此时，延迟/频率映射器208基于基站信息（扰码）和每个（接收）基站的频率偏差值，认识到基站103位于移动台104的移动路线的前方。同时，延迟/频率映射器208认识到基站101和基站102位于移动台104的移动路线的后方。换言之，移动台104认识到基站102已经从位于自身移动台的移动路线的前方移动到了移动路线的后方。这里，基站信息（扰码）是包括在从延迟概况搜索器206提供来的帧定时校正时间中的。另外，每个基站的频率偏差值是从频率偏差估计器205输入的。

基于此认识，移动台104在接收和解调时基于扰码来辨识来自位于自身移动台的移动路线的前方的基站103的下行链路信号Sda。这可以利用频率偏差估计器205、累加器204、基准时钟发生器203、延迟概况搜索器206、延迟/频率映射器208、定时发生器207、耙指电路218和RAKE电路219等等中的每个的功能来实现。并且，移动台104执行从基站102到基站103的下行链路信号发射基站软越区切换。并且，移动台104仅选择来自基站103的下行链路信号Sda并对其进行解调。

另一方面，在发射时，移动台104生成利用能够被位于自身移动台的移动路线的后方的基站101或102辨识的每个扰码来编码的上行链路信号Sub和Sud，并且利用延迟/频率映射器208和信道编解码器228等等中的每个的功能来发射上行链路信号Sub和Sud。从移动台104发射的上行链路信号Sub通过其编码的扰码而仅被基站101接收。另一方面，从移动台104发射的上行链路信号Sud通过其编码的扰码而仅被基站121接收。

基站101和102位于移动台104的移动路线的后方。因此，在基站101和102中，在从移动台104发射的上行链路信号Sub和Sud的每个的频率中分别发生受多普勒效应影响的向更低方向的频率偏移。具体而言，上行链路信号Sub和Sud在基站101和102处被观察为具有由其中（-v）替换了v的式（2）表示的频率的信号。结果，基站101和102接收到了其中在下行链路信号Sda和上行链路信号Sub和Sud中分别发生的由多普勒效应引起的频率偏移已被抵消的上行链路信号Sub和Sud。另外，通过上述构造，在WCDMA通信系统中，当移动通信状况已从图1A的状态转移到图1B的状态时，主上行链路信号接收基站可以通过软越区切换而从基站101变到更接近移动台104的基站102。另外，基站103基于扰码认识到这些上行链路信号Sub这些上行链路信号Sub和Sud不是针对自身基站的。

根据此实施例1，与上述类似，因为移动台接收来自位于移动路线的前方的基站的下行链路信号并且向位于移动路线的后方的基站发射上行链路信号，所以基站接收到其中由多普勒效应引起的频率偏移已被抵消的上行链路信号。利用此配置，获得了能够实现良好的通信、而不会导致用于频率校正处理的操作量增加以及由此产生的功率消耗和发热量增大的效果，这是因为基站不需要执行对频率中的任何变化进行校正的处理。还获得了信号处理的吞吐量不会降低的效果，这是因为上述校正处理变得不必要了。

这里，当像移动台一般执行的那样、同一基站被用于上行链路信号和下行链路信号的发射和接收时，当移动台经过该基站时，由于多普勒效应，下行链路信号突然从更高方向变到更低方向。如果偏差估计功能不能跟随频率偏移的这种突然变化，那么存在增大信号差错率和导致信号质量降低的问题。

与之不同，在本发明中，获得了能够防止由多普勒效应引起的频率偏移的极性反转而导致的信号质量降低的效果，这是因为移动台始终选择频率由于多普勒效应而仅偏向更高方向或者仅偏向更低方向的信号作为下行链路信号。

实施例2

图3A和图3B是说明根据本发明第二实施例的WCDMA通信系统的整体安排配置以及移动通信的状况的示图。根据此实施例2，如图3A和图3B所示，出于描述原因，假定基站301、302和303中的每一个从图中左侧起按顺序在一维空间上以相互间隔并排的关系排列。图3A示出了在移动台304在朝着图中的右侧移动的同时经过存在于途中的基站302之前的移动通信的状况。图3B示出了移动台304已经经过基站302之后的移动通信的状况。

根据此第二实施例，在基站301、302和303中使用相互不同的发射和接收频率。移动台304通过检测由多普勒效应引起的频率偏移而认识到基站301、302和303的位置方向。基于此认识，通过选择和指定频率，移动台304选择适于向移动台304发射下行链路信号的下行链路信号发射基站和适于从移动台304接收上行链路信号的上行链路信号接收基站。

首先，将描述图3A所示的位置方向关系中的移动通信的状况。

在此移动通信状况中，移动台304以速度v[m/s]在基站301和基站302之间向图中的右侧移动。移动台304通过检测由多普勒效应引起的频率偏移，而认识到它正移离基站301并且正靠近基站302和基站303。

首先，将描述移动台304接收下行链路信号的操作。

移动台304通过改变PLL217的本地（LO）频率设定，接收从基站302发射来的频率F2的下行链路信号Fdd和从基站303发射来的频率F3的下行链路信号Fda。虽然没有示出，但是移动台304也接收从基站301发射来的频率F1的下行链路信号。在图3A的情形中，移动台304从接收到的下行链路信号之中选择位于移动路线的前方的基站的下行链路信号，并对其进行解调。当多个基站位于移动路线的前方时，移动台304例如选择具有最高接收强度的下行链路信号，在这里是从基站302发射来的频率F2的下行链路信号Fdd，并对其进行解调。

另一方面，当发射上行链路信号时，移动台304生成仅能被正在远离的基站301接收的频率F4的上行链路信号Fub，并将其发射。从移动台304发射来的频率F4的上行链路信号Fub仅被基站301接收。

接下来，如图3B所示，将描述当移动台304已经经过了基站302时移动台304的操作。

首先，将描述移动台304接收下行链路信号的操作。

移动台304通过检测由多普勒效应引起的接收信号的频率偏移，而认识到自身移动台正在移离基站301和302并且正靠近基站303。移动台304将被选择为下行链路信号发射基站的基站从基站302切换到基站303。并且，移动台304在接收到的下行链路信号之中选择从仅有的位于移动路线的前方的基站303发射来的频率F3的下行链路信号Fda，并对其进行解调。

另一方面，在发射时，移动台304生成能够被位于自身移动台的移动路线的后方的基站301和302接收到的频率F4和F5的上行链路信号Fub和Fud，并将它们发射。从移动台304发射来的频率F4的上行链路信号Fub仅被基站301接收。从移动台304发射来的频率F5的上行链路信号Fud仅被基站302接收。通过上述构造，在WCDMA通信系统中，主上行链路信号接收基站可被从基站301切换到更接近移动台304的基站302。

图4是详细示出图3所示的移动台304的电气配置的框图。将参考图4来描述根据此实施例2的移动台304的操作。

延迟概况搜索器404通过比较从定时发生器207给出的帧定时信号和输入的接收数字基带信号来生成帧定时校正时间，并且将其输出给定时发生器207。

频率偏差估计器401基于从构成耙指电路218的每个耙指输出的导频数据（叠加在接收数字基带信号上的来自基站的基准信号）来计算每个耙指的频率偏差值，并且将每个耙指的频率偏差值输出给RAKE电路219。频率偏差估计器401计算每个接收的基站的频率偏差值，并且将其输出给频率映射器402。

频率映射器402基于所输入的每个基站的频率偏差值来生成本地（LO）频率信息信号，并且将其输出给本地频率设定电路403。本地频率设定电路403基于输入的本地频率信息信号生成接收用本地频率设定信号。本地频率设定电路403通过将所生成的接收用本地频率设定信号输出给接收电路方的PLL217，来对PLL217执行接收频率设定操作。本地频率设定电路403还生成发射用本地频率设定信号。本地频率设定电路403通过将所生成的发射用本地频率设定信号输出给发射电路方的PLL227，来对PLL227执行发射频率设定操作。

本地频率设定电路403将PLL217的接收频率顺次设定为可能被基站使用的频率。这将使得移动台304能够接收来自存在于附近的基站301、302和303的下行链路信号。结果，频率映射器402可以通过考虑基站301、302和303使用的每个频率和由多普勒效应引起的频率偏移，而识别出基站301、302和303的位置方向（相对位置变化）。另外，在图4中，对于与图2的组件相同的组件，附加了相同的标号，并且省略了描述。

如上所述，根据此实施例2，移动台通过切换对本地频率的设定，来接收来自使用相互不同的发射和接收频率的多个基站之中的位于移动路线的前方的基站的下行链路信号。移动台还生成具有能够被位于移动路线的后方的基站接收的频率的上行链路信号，并且将其发射到该基站。利用此配置，因为基站接收到其中由多普勒效应引起的频率偏移已被抵消的上行链路信号，所以基站不需要执行对频率的任何变化进行校正的处理。相应地，获得了能够实现良好通信、而不会导致用于校正处理的操作量增加以及由此产生的功率消耗和发热量增大的效果。还获得了信号处理吞吐量没有降低的效果，因为上述校正处理变得不必要了。

如上述实施例1中所述，获得了能够防止由多普勒效应引起的频率偏移的极性反转所导致的信号质量降低的效果，这是因为移动台始终选择其频率由于多普勒效应而仅偏向更高方向或仅偏向更低方向的信号作为下行链路信号。

实施例3

图5A和图5B是用于说明作为本发明第三实施例的WCDMA通信系统的整体安排配置以及移动通信的状况的示图。图6是详细示出图5所示的移动台504的电气配置的框图。根据此实施例3，如图5A和图5B所示，出于描述原因，假定基站501、502和503中的每一个从图中左侧起按顺序在一维空间上以相互间隔并排的关系排列。图5A示出了在移动台504（例如，车载移动台）在朝着图中的右侧移动的同时经过存在于途中的基站502之前的移动通信的状况。图5B示出了移动台504已经经过基站502之后的移动通信的状况。

根据此实施例3，移动台504具有两个天线，这两个天线具有相反方向的指向性，而不是具有单个无指向性的天线（双工天线）。即，移动台504包括具有朝着移动路线的前方的指向性的天线201a和具有朝着移动路线的后方的指向性的天线201b。根据此设置，如图6所示，此移动台504没有配备如图2所示的DUP202。另外，根据此实施例3，基站501、502和503都使用相同的发射和接收频率。

首先，将描述图5A所示的位置方向关系下的移动通信状况。在此移动通信状况中，移动台504在基站501和基站502之间向着图中的右侧移动。这里，移动台504经由网络预先保存关于（邻近的）基站501、502和503的位置关系信息。移动台504基于经由指向前方的天线201a接收到从位于移动路线的前方的基站502和503发射来的下行链路信号Hdd和Hda，而认识到基站502和基站503位于移动路线的前方。移动台504基于不能接收到来自基站501的下行链路信号这一事实而认识到基站501位于移动路线的后方。基于此认识，移动台504仅选择从位于移动路线的前方的基站502和503接收的下行链路信号Hdd和Hda并对其进行解调。移动台504经由指向后方的天线201b仅向位于移动路线的后方的基站501发射上行链路信号Hub。

接下来，如图5B所示，将描述当移动台504已经经过基站502时的移动通信状况。移动台504基于经由指向前方的天线201a接收到从位于移动路线的前方的基站503发射来的下行链路信号Hda，而认识到基站503位于移动路线的前方。移动台504基于不能接收到来自基站501和502的下行链路信号这一事实而认识到基站502的位置已经从移动路线的前方变到移动路线的后方。基于此，移动台504仅选择从位于移动路线的前方的基站503接收的下行链路信号Hda并对其进行解调。移动台504经由指向后方的天线201b仅向位于移动路线的后方的基站501和502发射上行链路信号Hud和Hub。

如上所述，根据此实施例3，移动台504基于由指向前方的天线201a和指向后方的天线201b接收的下行链路信号，来认识到每个基站是位于移动路线的前方还是移动路线的后方。并且，移动台504仅选择经由指向前方的天线201a从位于移动路线的前方的基站发射来的下行链路信号，并对其进行解调。移动台504经由指向后方的天线201b向位于移动路线的后方的基站发射上行链路信号。利用此配置，因为基站接收到其中由多普勒效应引起的频率偏移已被抵消的上行链路信号，所以基站不需要执行对频率的任何变化进行校正的处理。相应地，可以获得能够实现良好通信、而不会导致用于校正处理的操作量增加以及由此产生的功率消耗和发热量增大的效果。还获得了信号处理吞吐量没有降低的效果，因为上述校正处理变得不必要了。

如上述实施例1中所述，获得了能够防止由多普勒效应引起的频率偏移的极性反转所导致的信号质量降低的效果，这是因为移动台始终选择其频率由于多普勒效应而仅偏向更高方向或仅偏向更低方向的信号作为下行链路信号。

实施例4

图7是用于说明作为本发明第四实施例的WCDMA通信系统的整体安排配置以及移动通信的状况的示图。

在上述的第一、第二和第三实施例中，已经描述了多个基站在一维上以相互间隔并排的关系排列的情况。然而，在此第四实施例中，如图7所示，将描述多个基站701、702和703排列在二维空间上的情况。

在此二维安排配置中，基于移动台704的速度向量和从移动台704指向基站701、702和703中每一个的单位向量的内积，来获得移动台704对基站701、702和703中每一个的相对速度。换言之，假定移动台704正以速度v[m/s]向图中的右侧（X轴方向）移动，则移动台704对基站701的相对速度V1是V1=v·cos(b)。移动台704对基站702的相对速度V2是V2=v·cos(d)。移动台704对基站703的相对速度V3是V3=v·cos(a)。这里，b是移动台704的速度向量与从移动台704指向基站701的单位向量之间的角度。d是同一速度向量与从移动台704指向基站702的单位向量之间的角度。另外，a是同一速度向量与从移动台704指向基站703的单位向量之间的角度。

图8是示出在图7的移动通信状况下，在移动台处观察到的对每个下行链路信号发生的由多普勒效应导致的频率偏移的示图。在图7的移动通信状况下，如图8所示，来自基站701的下行链路信号的频率fo在移动台704处被接收如下。

fb={1+v·cos(b)/c}fo    (10)

类似地，来自基站702的下行链路信号的频率fo在移动台704处被接收如下。

fd={1+v·cos(d)/c}fo     (11)

另外，来自基站703的下行链路信号的频率fo在移动台704处被接收如下。

fa={1+v·cos(a)/c}fo    (12)

这里，c是光速。fo是来自基站701、702和703的下行链路信号发射频率，并且也是在静止状况中由移动台704接收到的来自基站701、702和703的下行链路信号接收频率。多普勒效应的影响在这里利用近似式来表示。即，当在v<<c的情况下式（3）被应用到式（1）时，获得以下近似式。

$f\&ap;\frac{1}{1-(v/c)\cos \mathrm{\&theta;}}{f}_o---\left(13\right)$

当v<<c时，式（13）进一步变成如下。

$f\&ap;\frac{1}{1-(v/c)\cos \mathrm{\&theta;}}{f}_o\&ap;\{1+(v/c)\cos \mathrm{\&theta;}\}{f}_o---\left(14\right)$

然后，上述式（10）、（11）和（12）利用式（14）说明了由多普勒效应的影响引起的频率偏移。

从图8清楚可见，对于下行链路信号发射频率fo，来自基站701的下行链路信号接收频率fb的频率差异量的绝对值近似于来自基站703的下行链路信号接收频率fa的频率差异量的绝对值，并且它们的变化是相反的。另外，在此实施例4的WCDMA通信系统中，假定这样的配置，即移动台704选择正相对靠近的基站703作为下行链路信号发射基站，并且将正相对远离的基站701指定为上行链路信号接收基站。结果，在基站701和移动台704之间的通信中，以及在基站703和移动台704之间的通信中，在每个通信中发生的多普勒效应的影响在相互抵消的方向上波动。相应地，在此实施例4的WCDMA通信系统中，可以认为多普勒效应的影响可以得到充分减轻。

另外，根据此实施例4，取决于移动台704的速度向量与从移动台704指向基站701、702和703的单位向量之间的角度，多普勒效应的影响仍存在。然而，这里仍存在的多普勒效应的影响是0.01ppm（百万分之0.01），换言之，是一个大约为10的1/8次方的值。因为此值相对于基站所接收的频率是非常小的值，所以它可被认为是可接受的范围。

即使是移动台704选择正相对远离的基站701作为下行链路信号发射基站并且将正相对靠近的基站703指定为上行链路信号接收基站的配置情况，在基站701和703与移动台704之间的每个通信中发生的多普勒效应的影响也与上述配置类似可被充分减轻到可接受范围内。

如上所述，根据此实施例4，在多个基站被排列在二维空间上的WCDMA通信系统中，移动台704也基于移动台704与基站701、702和703中每一个的相对速度，而将正相对靠近自身移动台的基站选择为下行链路信号发射基站，并且将正相对远离的基站选择为上行链路信号发射基站。利用此配置，基站不需要执行对由多普勒效应引起的频率偏移进行校正的处理，因为频率偏移可被充分减轻到可接受范围内。相应地，获得了能够实现良好通信、而不会导致用于校正处理的操作量增加以及由此产生的功率消耗和发热量增大的效果。还获得了信号处理吞吐量没有降低的效果，因为上述校正处理变得不必要了。

如上述实施例1中所述，获得了能够防止由多普勒效应引起的频率偏移的极性反转所导致的信号质量降低的效果，这是因为移动台始终选择其频率由于多普勒效应而仅偏向更高方向或仅偏向更低方向的信号作为下行链路信号。

实施例5

图9是示出根据本发明第五实施例的移动台804的构成的示图。将参考此图来描述实施例5的移动台804的操作。

移动台804包括检测装置805和选择装置806。检测装置805检测对多个基站的相对位置的变化。选择装置806基于由检测装置805检测到的相对位置来从多个基站中选择适于向移动台804发射下行链路信号的下行链路信号发射基站，并且还选择适于从移动台804接收上行链路信号的上行链路信号接收基站。

如上所述，根据此实施例5，移动台804的检测装置805检测对多个基站的相对位置的变化，并且选择装置806基于由检测装置805检测到的相对位置来从多个基站中选择发射下行链路信号的下行链路信号发射基站并且还选择接收上行链路信号的上行链路信号接收基站。利用此配置，获得了能够实现良好通信、而不会导致用于校正处理的操作量增加以及由此产生的功率消耗和发热量增大的效果。还获得了信号处理吞吐量没有降低的效果，因为上述校正处理变得不必要了。

虽然已经参考附图详细说明了本发明的实施例，但是每个详细配置并不限于每个实施例，并且即使存在不脱离本发明要旨的范围内的设计上的变化等等，它也被包括在本发明中。例如，根据每个上述实施例，虽然描述了移动台从位于移动路线的前方的基站接收下行链路信号并向位于移动路线的后方的基站发射上行链路信号的情况，但并不限于此。即使在移动台从位于移动路线的后方的基站接收下行链路信号并且向位于移动路线的前方的基站发射上行链路信号，与上述每个实施例类似地，也可以抵消由多普勒效应引起的频率偏移。

根据上述每个实施例，例如，移动台检测在接收频率中发生的由多普勒效应引起的频率偏移，或者移动台利用多个指向性天线来检测相对位置的变化。并且，基于该检测结果，移动台从多个基站中选择发射下行链路信号的下行链路信号发射基站并且指定接收上行链路信号的上行链路信号接收基站。然而，并不限于此。例如，移动台可以通过检测与每个基站之间的相对速度来检测相对位置的变化。例如，取代移动台，基站网络可以检测接收频率中发生的由多普勒效应引起的频率偏移，或者通过检测移动台对每个基站的相对速度来检测相对位置的变化，并且基于该检测结果，发射下行链路信号的下行链路信号发射基站可被从多个基站中选出，并且接收上行链路信号的上行链路信号接收基站可被指定。

工业应用领域

根据本发明的移动无线电通信系统可被应用到蜂窝电话和车辆无线电装置等等。

本申请要求2008年2月8日提交的日本专利申请No.2008-029605的优先权，这里通过引用将该申请的内容全部并入。

Claims (5)

1.一种移动无线电通信系统，包括：

发射站，该发射站发射第一信号，

移动台，该移动台接收所述第一信号并且发射具有基于所接收的第一信号的频率的发射频率的第二信号，以及

接收站，该接收站接收所述第二信号，

所述系统包括：

抵消装置，用于当所述移动台在所述发射站和所述接收站之间相对移动时抵消在所述第一信号上发生的第一频率偏移和在所述第二信号上发生的第二频率偏移。

2.根据权利要求1所述的移动无线电通信系统，其中

所述抵消装置基于包括所述第一频率偏移的所接收的第一信号的频率来偏移所述发射频率。

3.根据权利要求1所述的移动无线电通信系统，还包括：

频率设定装置，用于

对所述第一信号设定用于选择所述发射站的第一频率，或者

对所述第二信号设定用于选择所述接收站的第二频率。

4.根据权利要求1所述的移动无线电通信系统，还包括：

代码设定装置，用于

对所述第一信号设定用于选择所述发射站的第一代码，或者

对所述第二信号设定用于选择所述接收站的第二代码。

5.根据权利要求1所述的移动无线电通信系统，其中

所述移动台包括

具有朝着移动方向的前方的指向性的第一天线，和

具有朝着移动方向的后方的指向性的第二天线，

当所述第一天线接收所述第一信号时所述第二天线发射所述第二信号，

当所述第二天线接收所述第一信号时所述第一天线发射所述第二信号。

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