(57)【要約】【課題】ドップラーシフト補正にかかるベースバンド処理部の負荷を安価に抑制する。【解決手段】無線基地局は、複数の無線端末のうちのある端末の、基地局側アンテナに対する移動速度及び方向を表す移動速度情報を生成する移動速度算出手段を備え、基地局側無線通信手段は、ある端末があるセル内に存在する場合に、移動速度情報に基づいて、複数の無線端末のうちのあるセル内に存在する全ての端末に対して一律に、下り信号の下り基準周波数を、ある端末の基地局側アンテナに対する移動に伴うドップラーシフトにより下り基準周波数が変化した下り信号の周波数から減算した下り変移周波数、及び上り信号の上り基準周波数を、ドップラーシフトにより上り基準周波数が変化した上り信号の周波数から減算した上り変移周波数を算出し、算出した下り変移周波数及び上り変移周波数に基づいてドップラーシフトによる周波数の変化を補正するドップラーシフト補正手段とを備える。【選択図】      図１
2018148335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末側アンテナと、
前記端末側アンテナを経由して、端末側受信周波数において下り信号を受信し、端末側送信周波数において上り信号を送信する端末側無線通信手段と
を含み、
ある高速移動体により移動させられる可能性を有する
複数の無線端末と、
基地局側アンテナと、
前記基地局側アンテナを経由して、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側受信周波数に等しい、基地局側送信周波数において前記下り信号を送信し、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側送信周波数に等しい、基地局側受信周波数において前記上り信号を受信する基地局側無線通信手段と
を含み、
前記ある高速移動体の移動経路の一部を含むあるセルを有する
無線基地局と
を備えた無線通信システムに含まれる前記無線基地局であって、
現時点における、前記複数の無線端末のうちのある端末の、前記基地局側アンテナに対する移動速度及び方向を表す移動速度情報を生成する移動速度算出手段を更に備え、
前記基地局側無線通信手段は、前記ある端末が前記あるセル内に存在する場合に、前記移動速度情報に基づいて、前記複数の無線端末のうちの前記あるセル内に存在する全ての端末に対して一律に、前記下り信号の下り基準周波数を、前記ある端末の前記基地局側アンテナに対する移動に伴うドップラーシフトにより前記下り基準周波数が変化した前記下り信号の周波数から減算した下り変移周波数、及び前記上り信号の上り基準周波数を、前記ドップラーシフトにより前記上り基準周波数が変化した前記上り信号の周波数から減算した上り変移周波数を算出し、算出した前記下り変移周波数及び前記上り変移周波数に基づいて前記ドップラーシフトによる周波数の変化を補正するドップラーシフト補正手段を備えた
無線基地局。
【請求項２】
前記端末側無線通信手段は、前記端末側受信周波数から所定の周波数差を減算することにより前記端末側送信周波数を決定し、
前記ドップラーシフト補正手段は、前記ある端末が前記あるセル内に存在する場合に、前記あるセルにおいて、前記下り基準周波数から前記下り変移周波数と前記上り変移周波数との和を減算することにより前記基地局側送信周波数を決定する
請求項１に記載の無線基地局。
【請求項３】
前記ドップラーシフト補正手段は、前記ある端末が前記あるセル内に存在する場合に、前記あるセルにおいて、
前記下り基準周波数から前記下り変移周波数を減算することにより前記基地局側送信周波数を決定し、
前記全ての端末のそれぞれから受信した前記上り信号を、前記上り基準周波数が前記上り変移周波数だけ変化した信号として補正する
請求項１に記載の無線基地局。
【請求項４】
前記移動速度算出手段は、前記ある端末が存在した位置の情報と、前記ある端末が該位置に存在した時刻の情報との複数の組に基づいて、前記移動速度情報を生成する
請求項１乃至３の何れか１項に記載の無線基地局。
【請求項５】
前記移動速度算出手段は、前記ある高速移動体の運行情報に基づいて、前記移動速度情報を生成する
請求項１乃至４の何れか１項に記載の無線基地局。
【請求項６】
前記あるセルは、前記無線端末のうちの前記あるセル内に存在する全ての端末が、前記ある高速移動体により移動させられているように設定された
請求項１乃至５の何れか１項に記載の無線基地局。
【請求項７】
前記あるセルの位置を前記ある端末の移動に追従させるビームフォーミング手段を更に備えた
請求項１乃至６の何れか１項に記載の無線基地局。
【請求項８】
端末側アンテナと、
前記端末側アンテナを経由して、端末側受信周波数において下り信号を受信し、端末側送信周波数において上り信号を送信する端末側無線通信手段と
を含み、
ある高速移動体により移動させられる可能性を有する
複数の無線端末と、
基地局側アンテナと、
前記基地局側アンテナを経由して、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側受信周波数に等しい、基地局側送信周波数において前記下り信号を送信し、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側送信周波数に等しい、基地局側受信周波数において前記上り信号を受信する基地局側無線通信手段と
を含み、
前記ある高速移動体の移動経路の一部を含むあるセルを有する
無線基地局と
を備えた無線通信システムであって、
前記無線基地局は、現時点における、前記複数の無線端末のうちのある端末の、前記基地局側アンテナに対する移動速度及び方向を表す移動速度情報を生成する移動速度算出手段を更に備え、
前記基地局側無線通信手段は、前記ある端末が前記あるセル内に存在する場合に、前記移動速度情報に基づいて、前記複数の無線端末のうちの前記あるセル内に存在する全ての端末に対して一律に、前記下り信号の下り基準周波数を、前記ある端末の前記基地局側アンテナに対する移動に伴うドップラーシフトにより前記下り基準周波数が変化した前記下り信号の周波数から減算した下り変移周波数、及び前記上り信号の上り基準周波数を、前記ドップラーシフトにより前記上り基準周波数が変化した前記上り信号の周波数から減算した上り変移周波数を算出し、算出した前記下り変移周波数及び前記上り変移周波数に基づいて前記ドップラーシフトによる周波数の変化を補正するドップラーシフト補正手段を備えた
無線通信システム。
【請求項９】
端末側アンテナと、
前記端末側アンテナを経由して、端末側受信周波数において下り信号を受信し、端末側送信周波数において上り信号を送信する端末側無線通信手段と
を含み、
ある高速移動体により移動させられる可能性を有する
複数の無線端末と、
基地局側アンテナと、
前記基地局側アンテナを経由して、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側受信周波数に等しい、基地局側送信周波数において前記下り信号を送信し、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側送信周波数に等しい、基地局側受信周波数において前記上り信号を受信する基地局側無線通信手段と
を含み、
前記ある高速移動体の移動経路の一部を含むあるセルを有する
無線基地局と
を備えた無線通信システムに含まれる、前記無線基地局の制御方法であって、
前記無線基地局により、現時点における、前記複数の無線端末のうちのある端末の、前記基地局側アンテナに対する移動速度及び方向を表す移動速度情報を生成し、
前記基地局側無線通信手段により、前記ある端末が前記あるセル内に存在する場合に、前記移動速度情報に基づいて、前記複数の無線端末のうちの前記あるセル内に存在する全ての端末に対して一律に、前記下り信号の下り基準周波数を、前記ある端末の前記基地局側アンテナに対する移動に伴うドップラーシフトにより前記下り基準周波数が変化した前記下り信号の周波数から減算した下り変移周波数、及び前記上り信号の上り基準周波数を、前記ドップラーシフトにより前記上り基準周波数が変化した前記上り信号の周波数から減算した上り変移周波数を算出し、算出した前記下り変移周波数及び前記上り変移周波数に基づいて前記ドップラーシフトによる周波数の変化を補正する
制御方法。
【請求項１０】
端末側アンテナと、
前記端末側アンテナを経由して、端末側受信周波数において下り信号を受信し、端末側送信周波数において上り信号を送信する端末側無線通信手段と
を含み、
ある高速移動体により移動させられる可能性を有する
複数の無線端末と、
基地局側アンテナと、
前記基地局側アンテナを経由して、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側受信周波数に等しい、基地局側送信周波数において前記下り信号を送信し、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側送信周波数に等しい、基地局側受信周波数において前記上り信号を受信する基地局側無線通信手段と
を含み、
前記ある高速移動体の移動経路の一部を含むあるセルを有する
無線基地局と
を備えた無線通信システムに含まれる、前記無線基地局が備えるコンピュータに、
現時点における、前記複数の無線端末のうちのある端末の、前記基地局側アンテナに対する移動速度及び方向を表す移動速度情報を生成する移動速度算出処理と、
前記基地局側無線通信手段により、前記ある端末が前記あるセル内に存在する場合に、前記移動速度情報に基づいて、前記複数の無線端末のうちの前記あるセル内に存在する全ての端末に対して一律に、前記下り信号の下り基準周波数を、前記ある端末の前記基地局側アンテナに対する移動に伴うドップラーシフトにより前記下り基準周波数が変化した前記下り信号の周波数から減算した下り変移周波数、及び前記上り信号の上り基準周波数を、前記ドップラーシフトにより前記上り基準周波数が変化した前記上り信号の周波数から減算した上り変移周波数を算出し、算出した前記下り変移周波数及び前記上り変移周波数に基づいて前記ドップラーシフトによる周波数の変化を補正するドップラーシフト補正処理と
を実行させる制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおいて無線移動局の移動に起因するドップラーシフトを補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＴＥ等の無線通信技術の発達により、新幹線等の高速移動体による高速移動中であっても、無線端末（無線移動局）は、無線基地局との通信が可能である。
【０００３】
しかしながら、高速で移動する無線端末では、ドップラー効果により、上り及び下りの無線信号の周波数のそれぞれが変化（ドップラーシフト）するので、通信性能が低下する。
【０００４】
ドップラーシフトを補正する技術の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１の移動通信システムは、基地局装置（無線基地局）と、移動局装置（無線端末）とを含む。基地局装置は、位相誤差検出部と、位相誤差回転部とを含む。位相誤差検出部は、各移動局装置からの受信波におけるドップラーシフトに起因する位相誤差を検出する。位相誤差回転部は、位相誤差検出部により検出された位相誤差に基づいて、基地局装置から各移動局装置への下りリンクにおいて発生するドップラーシフトがキャンセルされるように、ベースバンド領域で送信シンボルの位相を回転させる。上記構成の結果、特許文献１の移動通信システムでは、基地局装置は、移動局装置毎のドップラーシフトがキャンセルされるように、基地局装置からの送信信号の周波数を制御する。
【０００５】
特許文献１の移動通信システムでは、基地局装置が、ベースバンド処理部で、移動局装置毎にドップラーシフトの補正を行う。ところが、ドップラーシフトの量が増加すると、ベースバンド処理部における、ドップラーシフト補正にかかる負荷が増加する。又、高速で移動する無線端末の数が増加すると、同じくベースバンド処理部でドップラーシフト補正対応をする端末数が増加し、それに伴い、ベースバンド処理部でのドップラーシフト補正にかかる負荷が増加する。つまり、特許文献１の移動通信システムには、高速で移動する移動局装置の数が増加すると、基地局装置におけるドップラーシフトの補正に起因する基地局装置のベースバンド処理部でのドップラーシフト補正にかかる負荷が増加するという問題がある。
【０００６】
新幹線等の高速で移動する移動体の内部に、無線端末が多数存在する場合には、無線基地局におけるドップラーシフトの補正に起因する負荷は特に大きくなる。
【０００７】
特許文献２の無線通信システムは、無線基地局と、ユーザ端末（無線端末）と、共同受信装置とを含み、無線基地局は、ビームフォーミングを利用して、ユーザ端末の移動に追従する。ユーザ端末及び共同受信装置は、移動体の内部に存在する。ユーザ端末は、無線基地局から受信した信号を共同受信装置へ転送する。そして、共同受信装置は、ユーザ端末から転送された信号の信号検出処理を行い、信号検出処理の結果をユーザ端末へ返信する。ユーザ端末は、共同受信装置から返信された信号検出処理の結果を復調することにより、データを取得する。上記構成の結果、特許文献２の無線通信システムは、移動中のユーザ端末の増加等に起因した端末間干渉をおさえ、通信パフォーマンスの低下を抑制している。
【０００８】
尚、ビームフォーミング技術の一例が、特許文献３に開示されている。特許文献３では、フェーズドアレイアンテナを用いて、ビームフォーミングが実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−８１９５２号公報
【特許文献２】特開２０１５−１２６４７３号公報
【特許文献３】特開平１１−１８６８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２の無線通信システムでは、移動体毎に共同受信装置を設置する必要があり、また、共同受信装置とユーザ端末間で信号をやりとりし最適化するため、処理が複雑となり、処理負荷が増大するとともに、安価な構成とならない。
【００１１】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、高速で移動する移動体内部の端末との間で発生するドップラーシフト補正にかかるベースバンド処理部の負荷を安価に抑制することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様において、無線基地局は、端末側アンテナと、端末側アンテナを経由して、端末側受信周波数において下り信号を受信し、端末側送信周波数において上り信号を送信する端末側無線通信手段とを含み、ある高速移動体により移動させられる可能性を有する複数の無線端末と、基地局側アンテナと、基地局側アンテナを経由して、端末側アンテナが基地局側アンテナに対して静止している場合に端末側受信周波数に等しい、基地局側送信周波数において下り信号を送信し、端末側アンテナが基地局側アンテナに対して静止している場合に端末側送信周波数に等しい、基地局側受信周波数において上り信号を受信する基地局側無線通信手段とを含み、ある高速移動体の移動経路の一部を含むあるセルを有する無線基地局とを備えた無線通信システムに含まれる無線基地局であって、現時点における、複数の無線端末のうちのある端末の、基地局側アンテナに対する移動速度及び方向を表す移動速度情報を生成する移動速度算出手段を更に備え、基地局側無線通信手段は、ある端末があるセル内に存在する場合に、移動速度情報に基づいて、複数の無線端末のうちのあるセル内に存在する全ての端末に対して一律に、下り信号の下り基準周波数を、ある端末の基地局側アンテナに対する移動に伴うドップラーシフトにより下り基準周波数が変化した下り信号の周波数から減算した下り変移周波数、及び上り信号の上り基準周波数を、ドップラーシフトにより上り基準周波数が変化した上り信号の周波数から減算した上り変移周波数を算出し、算出した下り変移周波数及び上り変移周波数に基づいてドップラーシフトによる周波数の変化を補正するドップラーシフト補正手段とを備える。
【００１３】
本発明の一態様において、無線通信システムは、端末側アンテナと、端末側アンテナを経由して、端末側受信周波数において下り信号を受信し、端末側送信周波数において上り信号を送信する端末側無線通信手段とを含み、ある高速移動体により移動させられる可能性を有する複数の無線端末と、基地局側アンテナと、基地局側アンテナを経由して、端末側アンテナが基地局側アンテナに対して静止している場合に端末側受信周波数に等しい、基地局側送信周波数において下り信号を送信し、端末側アンテナが基地局側アンテナに対して静止している場合に端末側送信周波数に等しい、基地局側受信周波数において上り信号を受信する基地局側無線通信手段とを含み、ある高速移動体の移動経路の一部を含むあるセルを有する無線基地局とを備えた無線通信システムであって、無線基地局は、現時点における、複数の無線端末のうちのある端末の、基地局側アンテナに対する移動速度及び方向を表す移動速度情報を生成する移動速度算出手段を更に備え、基地局側無線通信手段は、ある端末があるセル内に存在する場合に、移動速度情報に基づいて、複数の無線端末のうちのあるセル内に存在する全ての端末に対して一律に、下り信号の下り基準周波数を、ある端末の基地局側アンテナに対する移動に伴うドップラーシフトにより下り基準周波数が変化した下り信号の周波数から減算した下り変移周波数、及び上り信号の上り基準周波数を、ドップラーシフトにより上り基準周波数が変化した上り信号の周波数から減算した上り変移周波数を算出し、算出した下り変移周波数及び上り変移周波数に基づいてドップラーシフトによる周波数の変化を補正するドップラーシフト補正とを備える。
【００１４】
本発明の一態様において、制御方法は、端末側アンテナと、端末側アンテナを経由して、端末側受信周波数において下り信号を受信し、端末側送信周波数において上り信号を送信する端末側無線通信手段とを含み、ある高速移動体により移動させられる可能性を有する複数の無線端末と、基地局側アンテナと、基地局側アンテナを経由して、端末側アンテナが基地局側アンテナに対して静止している場合に端末側受信周波数に等しい、基地局側送信周波数において下り信号を送信し、端末側アンテナが基地局側アンテナに対して静止している場合に端末側送信周波数に等しい、基地局側受信周波数において上り信号を受信する基地局側無線通信手段とを含み、ある高速移動体の移動経路の一部を含むあるセルを有する無線基地局とを備えた無線通信システムに含まれる、無線基地局の制御方法であって、無線基地局により、現時点における、複数の無線端末のうちのある端末の、基地局側アンテナに対する移動速度及び方向を表す移動速度情報を生成し、基地局側無線通信手段により、ある端末があるセル内に存在する場合に、移動速度情報に基づいて、複数の無線端末のうちのあるセル内に存在する全ての端末に対して一律に、下り信号の下り基準周波数を、ある端末の基地局側アンテナに対する移動に伴うドップラーシフトにより下り基準周波数が変化した下り信号の周波数から減算した下り変移周波数、及び上り信号の上り基準周波数を、ドップラーシフトにより上り基準周波数が変化した上り信号の周波数から減算した上り変移周波数を算出し、算出した下り変移周波数及び上り変移周波数に基づいてドップラーシフトによる周波数の変化を補正する。
【００１５】
本発明の一態様において、無線基地局の制御プログラム又は、係る制御プログラムが格納された記録媒体は、端末側アンテナと、端末側アンテナを経由して、端末側受信周波数において下り信号を受信し、端末側送信周波数において上り信号を送信する端末側無線通信手段とを含み、ある高速移動体により移動させられる可能性を有する複数の無線端末と、基地局側アンテナと、基地局側アンテナを経由して、端末側アンテナが基地局側アンテナに対して静止している場合に端末側受信周波数に等しい、基地局側送信周波数において下り信号を送信し、端末側アンテナが基地局側アンテナに対して静止している場合に端末側送信周波数に等しい、基地局側受信周波数において上り信号を受信する基地局側無線通信手段とを含み、ある高速移動体の移動経路の一部を含むあるセルを有する無線基地局とを備えた無線通信システムに含まれる、無線基地局が備えるコンピュータに、現時点における、複数の無線端末のうちのある端末の、基地局側アンテナに対する移動速度及び方向を表す移動速度情報を生成する移動速度算出処理と、基地局側無線通信手段により、ある端末があるセル内に存在する場合に、移動速度情報に基づいて、複数の無線端末のうちのあるセル内に存在する全ての端末に対して一律に、下り信号の下り基準周波数を、ある端末の基地局側アンテナに対する移動に伴うドップラーシフトにより下り基準周波数が変化した下り信号の周波数から減算した下り変移周波数、及び上り信号の上り基準周波数を、ドップラーシフトにより上り基準周波数が変化した上り信号の周波数から減算した上り変移周波数を算出し、算出した下り変移周波数及び上り変移周波数に基づいてドップラーシフトによる周波数の変化を補正するドップラーシフト補正処理とを実行させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高速で移動する移動体内部の端末との間で発生するドップラーシフト補正にかかるベースバンド処理部の負荷を安価に抑制できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態における無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における無線通信システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態における無線通信システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態における無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における無線端末の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における無線基地局の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態におけるドップラーシフトの発生について説明する図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における無線通信システムの動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の各実施形態における無線基地局を実現可能なハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、すべての図面において、同等な構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
（第１の実施形態）
本実施形態における構成について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態における無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【００２０】
本実施形態における無線通信システム８０５は、複数の無線端末３０５、３０６、・・・と、無線基地局４０５とを含む。
【００２１】
無線端末３０５、３０６、・・・のぞれぞれは、高速移動体５０１により移動させられる可能性を有する。無線端末３０５、３０６、・・・のぞれぞれは、アンテナ２５０と、無線通信部２５９とを含む。
【００２２】
無線通信部２５９は、アンテナ２５０を経由して、端末側受信周波数Ｆｄｒにおいて下り信号を受信し、端末側送信周波数Ｆｕｓにおいて上り信号を送信する。
【００２３】
無線基地局４０５は、高速移動体５０１の移動経路８１１の一部を含むあるセル６０５を有する。無線基地局４０５は、アンテナ１５０と、無線通信部１５９と、移動速度算出部１６０とを含む。
【００２４】
無線通信部１５９は、アンテナ１５０を経由して、基地局側送信周波数Ｆｄｓにおいて下り信号を送信し、基地局側受信周波数Ｆｕｒにおいて上り信号を受信する。ここで、端末側受信周波数Ｆｄｒは、アンテナ２５０がアンテナ１５０に対して静止している場合に基地局側送信周波数Ｆｄｓに等しい。又、端末側送信周波数Ｆｕｓは、アンテナ２５０がアンテナ１５０に対して静止している場合に基地局側受信周波数Ｆｕｒに等しい。無線通信部１５９は、ドップラーシフト補正部１５８を含む。
【００２５】
移動速度算出部１６０は、現時点における、複数の無線端末３０５、３０６、・・・のうちの、無線端末３０５の移動速度情報を生成する。移動速度情報は、無線端末３０５の、アンテナ１５０に対する移動速度及び方向を表す。以下では、移動速度算出部１６０が無線端末３０５の移動速度情報を生成する場合を例に説明するが、移動速度算出部１６０は、複数の無線端末３０５、３０６、・・・の何れかの移動速度情報を生成すればよい。又は、移動速度算出部１６０は、複数の無線端末３０５、３０６、・・・の移動速度及び方向の平均値に関して、移動速度情報を生成してもよい。
【００２６】
移動速度算出部１６０は、例えば、無線端末３０５が存在した位置の情報と、無線端末３０５が当該位置に存在した時刻の情報との複数の組に基づいて、移動速度情報を生成する。又は、移動速度算出部１６０は、例えば、高速移動体５０１の運行情報に基づいて、移動速度情報を生成する。
【００２７】
ドップラーシフト補正部１５８は、無線端末３０５がセル６０５内に存在する場合に、移動速度情報に基づいて、複数の無線端末のうちの、セル６０５内に存在する全ての無線端末に対して、ドップラーシフトによる周波数の変化を補正する。ここで、ドップラーシフト補正部１５８は、セル６０５内に存在する無線端末毎にドップラーシフトによる周波数の変化を補正するのではなく、セル６０５内に存在する全ての無線端末に対して一律にドップラーシフトによる周波数の変化を補正する。
【００２８】
本実施形態における動作について説明する。
【００２９】
図２は、本発明の第１の実施形態における無線通信システムの動作を示すフローチャートである。尚、図２に示すフローチャート及び以下の説明は一例であり、適宜求める処理に応じて、処理順等を入れ替えたり、処理を戻したり、又は処理を繰り返したりしてもよい。
【００３０】
まず、移動速度算出部１６０は、現時点における、無線端末３０５の移動速度情報を生成する（ステップＳ１０５）。
【００３１】
次に、ドップラーシフト補正部１５８は、下り変移周波数ｆｄ及び上り変移周波数ｆｕを算出する（ステップＳ１１５）。具体的には、ドップラーシフト補正部１５８は、下り基準周波数Ｆｄ０を、無線端末３０５のアンテナ１５０に対する移動に伴うドップラーシフトにより下り基準周波数Ｆｄ０が変化した下り信号の周波数から減算した下り変移周波数ｆｄを算出する。又、ドップラーシフト補正部１５８は、上り基準周波数Ｆｕ０を、ドップラーシフトにより上り基準周波数Ｆｕ０が変化した上り信号の周波数から減算した上り変移周波数ｆｕを算出する。
【００３２】
続いて、ドップラーシフト補正部１５８は、算出した下り変移周波数ｆｄ及び上り変移周波数ｆｕに基づいて、ドップラーシフトによる周波数の変化を補正する（ステップＳ１２５）。
【００３３】
図３は、本発明の第１の実施形態における無線通信システムの動作の一例を示すフローチャートである。より具体的には、図３（Ａ）は図２のステップＳ１２５の一例を示し、図３（Ｂ）は図２のステップＳ１２５の別の一例を示す。尚、図３に示すフローチャート及び以下の説明は一例であり、適宜求める処理に応じて、処理順等を入れ替えたり、処理を戻したり、又は処理を繰り返したりしてもよい。
【００３４】
図３（Ａ）を参照して、無線通信システム８０５の動作の一例について説明する。
【００３５】
ここで、無線通信部２５９は、端末側受信周波数Ｆｄｒから所定の周波数差（Ｆｄ０−Ｆｕ０）を減算することにより端末側送信周波数Ｆｕｓを決定することとする。
【００３６】
まず、ドップラーシフト補正部１５８は、下り基準周波数Ｆｄ０から下り変移周波数ｆｄと上り変移周波数ｆｕとの和を減算することにより基地局側送信周波数Ｆｄｓ（＝Ｆｄ０−（ｆｄ＋ｆｕ））を決定し、決定した周波数において下り信号を送信する（ステップＳ１２６）。
【００３７】
次に、無線通信部２５９は、端末側受信周波数Ｆｄｒ（＝Ｆｄ０−ｆｄ）において、下り信号を受信する（ステップＳ１３６）。
【００３８】
続いて、無線通信部２５９は、端末側受信周波数Ｆｄｒ（＝Ｆｄ０−ｆｕ）から所定の周波数差（Ｆｄ０−Ｆｕ０）を減算することにより端末側送信周波数Ｆｕｓ（＝Ｆｕ０−ｆｕ）を決定し（ＡＦＣ（Automatic Frequency Control）機能）、決定した周波数において上り信号を送信する（ステップＳ１４６）。
【００３９】
続いて、無線通信部１５９は、基地局側受信周波数Ｆｕｒ（＝Ｆｕ０）において、上り信号を受信する（ステップＳ１５６）。
【００４０】
図３（Ｂ）を参照して、無線通信システム８０５の動作の別の一例について説明する。
【００４１】
まず、ドップラーシフト補正部１５８は、下り基準周波数Ｆｄ０から下り変移周波数ｆｄを減算することにより基地局側送信周波数Ｆｄｓ（＝Ｆｄ０−ｆｄ）を決定し、決定した周波数において下り信号を送信する（ステップＳ１２７）。
【００４２】
次に、無線通信部２５９は、端末側受信周波数Ｆｄｒ（＝Ｆｄ０）において、下り信号を受信する（ステップＳ１３７）。
【００４３】
続いて、無線通信部２５９は、上り基準周波数Ｆｕ０を端末側送信周波数Ｆｕｓ（＝Ｆｕ０）に決定し、決定した周波数において上り信号を送信する（ステップＳ１４７）。
【００４４】
続いて、無線通信部１５９は、基地局側受信周波数Ｆｕｒ（＝Ｆｕ０＋ｆｕ）において、上り信号を受信する（ステップＳ１５７）。
【００４５】
続いて、ドップラーシフト補正部１５８は、受信した上り信号を、上り基準周波数Ｆｕ０が上り変移周波数ｆｕだけ変化した信号（周波数はＦｕ０＋ｆｕ）として補正する（ステップＳ１６７）。
【００４６】
下り変移周波数ｆｄ及び上り変移周波数ｆｕはそれぞれ、数１、数２により算出可能である。但し、速度ｖはアンテナ１５０に対する無線端末３０５の移動速度であり、速度ｃは光速であり、角度θはアンテナ１５０に対する無線端末３０５の移動方向であることとする。又、無線端末３０５がアンテナ１５０にまっすぐ近づくとき０度、無線端末３０５がアンテナ１５０からまっすぐ遠ざかるとき１８０度であることとする。
【００４７】
【数１】
2018148335.tif 000003
【００４８】
【数２】
2018148335.tif 000004
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の無線通信システム８０５では、無線基地局４０５は、移動速度算出部１６０と、ドップラーシフト補正部１５８とを含む。そして、移動速度算出部１６０は、現時点における、無線端末３０５の移動速度情報を生成する。そして、ドップラーシフト補正部１５８は、移動速度情報に基づいて、複数の無線端末３０５、３０６、・・・のうちの、セル６０５内に存在する全ての無線端末に対して、ドップラーシフトによる周波数の変化を補正する。ここで、ドップラーシフト補正部１５８は、セル６０５内に存在する無線端末毎にドップラーシフトによる周波数の変化を補正するのではなく、セル６０５内に存在する全ての無線端末に対して一律にドップラーシフトによる周波数の変化を補正する。又、無線通信システム８０５は、無線端末３０５、３０６、・・・及び無線基地局４０５以外に、特別な装置を含まない。従って、本実施形態の無線通信システム８０５には、高速で移動する移動体内部の端末との間で発生するドップラーシフト補正にかかるベースバンド処理部の負荷を安価に抑制できるという効果がある。
【００５０】
尚、無線通信部１５９は、ドップラーシフトによる周波数の変化のうち、ドップラーシフト補正部１５８により一律に補正しきれなかった部分を、複数の無線端末３０５、３０６、・・・のうちのセル６０５内に存在する各端末に対して個別に補正してもよい。一般的に、ドップラーシフトに対する無線端末毎の補正は、無線基地局のベースバンド部において実行される。又、ドップラーシフトによる周波数の変化が小さいほど、ドップラーシフトに対する補正に起因する処理の負荷は小さい。従って、この場合には、本実施形態の無線通信システム８０５には、無線基地局のベースバンド部における、ドップラーシフトに対する端末毎の補正に起因する無線基地局の負荷を抑制できるという効果がある。端末毎にドップラーシフトによる周波数の変化を補正する技術は、例えば、特許文献１に開示されているので、ここでは詳述しない。
【００５１】
又、上述の説明では、ドップラーシフト補正部１５８は、セル６０５内に存在する１台の無線端末３０５の移動速度情報に基づいて、セル６０５内に存在する全ての無線端末に対して、ドップラーシフトによる周波数の変化を補正した。しかしながら、ドップラーシフト補正部１５８は、セル６０５内に存在する複数の無線端末３０５の移動速度の平均値に基づいて、セル６０５内に存在する全ての無線端末に対して、ドップラーシフトによる周波数の変化を補正してもよい。
【００５２】
又、セル６０５は、複数の無線端末３０５、３０６、・・・のうちのセル６０５内に存在する全ての端末が、高速移動体５０１により移動させられているように設定されてもよい。例えば、移動経路８１１内には高速移動体５０１により移動させられる端末のみが存在する場合に、下方向に強い指向性を有するアンテナ１５０を移動経路８１１の上方に設置することにより、セル６０５は移動経路８１１の範囲内に限定される。この場合には、本実施形態の無線通信システム８０５には、高速移動体５０１により移動させられていない端末に対して、高速移動体５０１により移動させられている端末に対するドップラーシフトによる周波数の補正が誤って適用されないという効果がある。
【００５３】
又、セル６０５は、複数の無線端末３０５、３０６、・・・のそれぞれがセル６０５を通過する間に、無線端末３０５、３０６、・・・のそれぞれの、アンテナ１５０に対する方向が近似的に一定であるように設定されてもよい。例えば、１方向に強い指向性を有するアンテナ１５０が、移動経路８１１の上方の低位置、且つ高速移動体５０１の移動方向においてセル６０５の十分前方又は十分後方に設置される。これにより、セル６０５内の各位置からアンテナ１５０を望む方向は、近似的に一定である。この場合には、本実施形態の無線通信システム８０５には、無線端末３０５のアンテナ１５０に対する方向を算出する必要がないという効果がある。
【００５４】
又、上り基準周波数と下り基準周波数との差の絶対値が、上り基準周波数及び下り基準周波数に比べて十分に小さい場合には、ドップラーシフト補正部１５８は、下り変移周波数又は上り変移周波数を近似的に算出してもよい。ドップラーシフト補正部１５８は、例えば、下り変移周波数又は上り変移周波数の何れか一方を算出し、算出した何れか一方を２倍することにより、下り変移周波数と上り変移周波数との和を算出してもよい。この場合には、本実施形態の無線通信システム８０５には、下り変移周波数と上り変移周波数との両方を算出する場合に比べて計算量が少ないという効果がある。
【００５５】
又、無線基地局４０５は、セル６０５の位置を無線端末３０５の移動に追従させるビームフォーミング部（不図示）を更に備えてもよい。この場合には、本実施形態の無線通信システム８０５には、異なる移動速度又は異なる移動方向を有する複数の高速移動体が互いに接近する可能性がある場合にも、ドップラーシフトの補正が容易であるという効果がある。ビームフォーミング技術は、例えば、特許文献３に開示されているので、ここでは詳述しない。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態を基本とする、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態における無線通信システムでは、無線基地局は、ドップラーシフトによる周波数の変移に基づいて、ＲＦ（Radio Frequency）信号の変調に用いられる基準クロック信号の周波数を調整する。
【００５６】
本実施形態における構成について説明する。
【００５７】
図４は、本発明の第２の実施形態における無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。図４では、移動経路８１１内を高速移動体５０１と高速移動体５０２との２つの高速移動体が移動する。又、図４では、移動経路８１１は、位置７０１と位置７０２と位置７０３と位置７０４と位置７０５との５つの位置に分けられている。又、図４では、無線基地局４０１は、２つのアンテナ１００を含む。但し、これらの数量は、一例であり、図４における数量には限定されない。尚、高速移動体５０１と高速移動体５０２とは、同一位置に存在する場合であっても、それぞれ別方向に進んでおり、それぞれ別のドップラーシフトに対する補正が行われる。
【００５８】
本実施形態における無線通信システム８０１は、複数の無線端末３０１、３０２、・・・と、無線基地局４０１とを含む。
【００５９】
図５は、本発明の第２の実施形態における無線端末の構成の一例を示すブロック図である。
【００６０】
本実施形態の無線端末３０１、３０２、・・・のぞれぞれは、無線基地局４０１からの下り信号を受信すると共に、無線基地局４０１へ上り信号を送信する。無線端末３０１、３０２、・・・のぞれぞれは、高速移動体５０１、５０２、・・・により移動させられる可能性を有する。無線端末３０１、３０２、・・・のそれぞれは、アンテナ２００と、デュプレクサー２０１と、受信信号ＲＦ処理部２０２と、信号デジタル処理部２０３と、ベースバンド部２０４と、送信信号ＲＦ処理部２０５とを含む。
【００６１】
アンテナ２００は、下り電波を下りＲＦ信号に変換すると共に、上りＲＦ信号を上り電波に変換する。
【００６２】
デュプレクサー２０１は、下りＲＦ信号と上りＲＦ信号とを電気的に分離する。
【００６３】
受信信号ＲＦ処理部２０２は、下りＲＦ信号をフィルタリングし、フィルタリングした下りＲＦ信号を増幅し、増幅した下りＲＦ信号を出力する。
【００６４】
信号デジタル処理部２０３は、
（１）受信信号ＲＦ処理部２０２により出力された下りＲＦ信号を下りベースバンド信号に復調し、
（２）復調した下りベースバンド信号をフィルタリングし、
（３）フィルタリングした下りベースバンド信号をＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換により下りシンボルに変換し、
（４）変換した下りシンボルに対応する下りデータを出力する。
【００６５】
又、信号デジタル処理部２０３は、
（５）受信信号ＲＦ処理部２０２によって出力された下りＲＦ信号の周波数から所定の周波数差を減算することにより、上りＲＦ信号の周波数を決定する（ＡＦＣ機能）。
【００６６】
ベースバンド部２０４は、信号デジタル処理部２０３により出力された下りデータ受信し、必要なプロトコルスタックの処理を行うことにより上りデータを生成し、生成した上りデータを出力する。又、ベースバンド部２０４は、無線端末３０１の全体の制御を行う。
【００６７】
信号デジタル処理部２０３は、
（６）ベースバンド部２０４により出力された上りデータを対応する上りシンボルに変換し、
（７）変換した上りシンボルをＤ／Ａ（Digital to Analog）変換により上りベースバンド信号に変換し、
（８）変換した上りベースバンド信号をフィルタリングし、
（９）フィルタリングした上りベースバンド信号を上りＲＦ信号に変調し、変調した上りＲＦ信号を出力する。
【００６８】
送信信号ＲＦ処理部２０５は、信号デジタル処理部２０３により出力された上りＲＦ信号を増幅し、増幅した上りＲＦ信号をフィルタリングし、フィルタリングした上りＲＦ信号を出力する。
【００６９】
尚、上記の信号デジタル処理部２０３における（４）及び（６）の処理は、ベースバンド部２０４により実行されてもよい。又、上記の信号デジタル処理部２０３の（１）及び（９）における変調方式は、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）である。
【００７０】
図６は、本発明の第２の実施形態における無線基地局の構成の一例を示すブロック図である。
【００７１】
本実施形態の無線基地局４０１は、無線端末３０１へ下り信号を送信すると共に、無線端末３０１から上り信号を受信する。無線基地局４０１は、高速移動体５０１の移動経路の一部を含むあるセル６０１と、高速移動体５０２の移動経路の一部を含むあるセル６０２とを有する。無線基地局４０１は、アンテナ１００と、デュプレクサー１０１と、受信信号ＲＦ処理部１０２と、受信信号デジタル処理部１０３と、ベースバンド部１０４と、タイミング制御部１０５と、送信信号デジタル処理部１０６と、送信信号ＲＦ処理部１０７と、ドップラーシフト補正部１０８とを含む。
【００７２】
アンテナ１００は、上り電波を上りＲＦ信号に変換すると共に、下りＲＦ信号を下り電波に変換する。
【００７３】
デュプレクサー１０１は、上りＲＦ信号と下りＲＦ信号とを電気的に分離する。
【００７４】
受信信号ＲＦ処理部１０２は、上りＲＦ信号をフィルタリングし、フィルタリングした上りＲＦ信号を増幅し、増幅した上りＲＦ信号を出力する。
【００７５】
受信信号デジタル処理部１０３は、
（１）受信信号ＲＦ処理部１０２により出力された上りＲＦ信号を上りベースバンド信号に復調し、
（２）復調した上りベースバンド信号をフィルタリングし、
（３）フィルタリングした上りベースバンド信号をＡ／Ｄ変換により上りシンボルに変換し、
（４）変換した上りシンボルに対応する上りデータを出力する。
【００７６】
ベースバンド部１０４は、受信信号デジタル処理部１０３により出力された上りデータ受信し、必要なプロトコルスタックの処理を行うことにより下りデータを生成し、生成した下りデータを出力する。又、ベースバンド部１０４は、無線基地局４０１の全体の制御を行う。
【００７７】
タイミング制御部１０５は、ＲＦ信号の変調及び復調に用いられる基準クロック信号を出力する。
【００７８】
送信信号デジタル処理部１０６は、
（５）ベースバンド部１０４により出力された下りデータを対応する下りシンボルに変換し、
（６）変換した下りシンボルをＤ／Ａ変換により下りベースバンド信号に変換し、
（７）変換した下りベースバンド信号をフィルタリングし、
（８）フィルタリングした下りベースバンド信号を下りＲＦ信号に変調し、変調した下りＲＦ信号を出力する。
【００７９】
送信信号ＲＦ処理部１０７は、送信信号デジタル処理部１０６により出力された下りＲＦ信号を増幅し、増幅した下りＲＦ信号をフィルタリングし、フィルタリングした下りＲＦ信号を出力する。
【００８０】
ドップラーシフト補正部１０８は、無線端末３０１がセル６０１内に存在する場合に、無線端末３０１の位置情報及び端末識別子情報に基づいて、送信信号デジタル処理部１０６にタイミング制御部１０５から供給される基準クロック信号を補正する。
【００８１】
尚、上記の受信信号デジタル処理部１０３における（４）、及び上記の送信信号デジタル処理部１０６における（６）の処理は、ベースバンド部１０４により実行されてもよい。又、上記の受信信号デジタル処理部１０３の（１）、及び上記の送信信号デジタル処理部１０６の（８）における変調方式は、例えば、ＯＦＤＭである。
【００８２】
図７は、本発明の第２の実施形態におけるドップラーシフトの発生について説明する図である。ここで、Ｆｄｓは無線基地局４０１のアンテナ１００が送信した下り信号の周波数を、Ｆｄｒは無線端末３０１のアンテナ２００が受信した下り信号の周波数を表すこととする。又、Ｆｕｓは無線端末３０１のアンテナ２００が送信した上り信号の周波数を、Ｆｕｒは無線基地局４０１のアンテナ１００が受信した上り信号の周波数を表すこととする。又、Ｆｄ０は下り基準周波数を、Ｆｕ０は上り基準周波数を表すこととする。又、ｆｄは下り信号を無線端末３０１のアンテナ２００が受信した際のドップラーシフト量を、ｆｕは上り信号を無線基地局４０１のアンテナ１００が受信した際のドップラーシフト量を表すこととする。
【００８３】
まず、仮に、ドップラーシフト補正部１０８が、ドップラーシフトの補正を行わなかった場合について説明する。
【００８４】
最初に、無線基地局４０１は、周波数Ｆｄｓ（＝下り基準（Ｆｄ０））の下り信号を送信する。
【００８５】
次に、無線端末３０１は、アンテナ２００により、下り信号におけるドップラーシフトの影響を受けた周波数Ｆｄｒ（＝Ｆｄ０＋ｆｄ）において下り信号を受信する。
【００８６】
続いて、信号デジタル処理部２０３は、デュプレクサー２０１及び受信信号ＲＦ処理部２０２を経由して下り信号を受信し、ＡＦＣ機能により、周波数Ｆｄｒ（＝Ｆｄ０＋ｆｄ）に同期し、上り信号を周波数Ｆｕｒ（＝Ｆｕ０＋ｆｄ）で送信する。ここで、信号デジタル処理部２０３は、受信した下り信号の周波数Ｆｄｒ（＝Ｆｄ０＋ｆｄ）から所定の周波数差（Ｆｄ０−Ｆｕ０）を減算することにより上り信号の周波数Ｆｕｓ（＝Ｆｕ０＋ｆｄ）を決定することとする。
【００８７】
続いて、無線基地局４０１は、アンテナ１００により、更に上り信号におけるドップラーシフトの影響を受けた周波数Ｆｕｒ（＝Ｆｕ０＋ｆｄ＋ｆｕ）において上り信号を受信する。つまり、ドップラーシフト補正部１０８は、変移周波数ｆｄ＋ｆｕのドップラーシフトを補正する必要がある。
【００８８】
次に、ドップラーシフト補正部１０８が、ドップラーシフトの補正を行った場合について説明する。
【００８９】
ドップラーシフト補正部１０８は、タイミング制御部１０５から入力した基準クロック信号を、下り及び上りの変移周波数（ｆｄ＋ｆｕ）に相当する分だけ減少させるように補正した信号を、送信信号デジタル処理部１０６へ出力する。
【００９０】
次に、送信信号デジタル処理部１０６は、ドップラーシフト補正部１０８により出力された、補正された基準クロック信号に基づいて、周波数Ｆｄｓ（＝Ｆｄ０−（ｆｕ＋ｆｄ））において下り信号を送信する。
【００９１】
続いて、無線端末３０１は、周波数Ｆｄｒ（＝Ｆｄ０−ｆｕ）において下り信号を受信する。
【００９２】
続いて、無線端末３０１は、周波数Ｆｕｓ（＝Ｆｕ０−ｆｕ）において上り信号を送信する。
【００９３】
続いて、無線基地局４０１は、周波数Ｆｕｒ（＝Ｆｕ０）において下り信号を受信する。
【００９４】
ここで、ベースバンド部１０４は、ドップラーシフトによる周波数の変化のうち、高速移動体５０１内における無線端末の移動等に伴う周波数変動等の、ドップラーシフト補正部１０８により一律に補正しきれなかった部分を、各端末に対して個別に補正してもよい。
【００９５】
又、ドップラーシフト補正部１０８は、セル６０１内に存在する無線端末３０１の位置及び速度に基づいて、下り及び上りの変移周波数（ｆｄ＋ｆｕ）を予め算出する。例えば、ドップラーシフト補正部１０８は、図４に示す各位置７０４、７０５、・・・に無線端末３０１が存在した時刻を表す位置情報を予め取得する。そして、ドップラーシフト補正部１０８は、無線端末３０１の位置情報に基づいて、無線端末３０１の現在の位置（位置７０３）及び速度を推定する。そして、ドップラーシフト補正部１０８は、現在の位置（位置７０３）及び速度における変移周波数（ｆｄ＋ｆｕ）を算出する。
【００９６】
ドップラーシフト補正部１０８は、数３及び数４により、下り及び上りの変移周波数（ｆｄ＋ｆｕ）を算出する。但し、速度ｃは光速であり、速度ｖはアンテナ１００に対する無線端末３０１の速度であり、角度θは、アンテナ１００に対する無線端末３０１の移動方向であることとする。又、無線端末３０１がアンテナ１００にまっすぐ近づくとき０度、無線端末３０１がアンテナ１００からまっすぐ遠ざかるとき１８０度であることとする。尚、速度ｖは無線端末３０１の現在の速度であり、角度θは無線基地局４０１のアンテナ１００の位置、及び無線端末３０１の現在の位置から算出可能である。
【００９７】
【数３】
2018148335.tif 000005
【００９８】
【数４】
2018148335.tif 000006
【００９９】
無線端末３０１の位置情報は、無線端末３０１から無線基地局４０１へ送信されてもよい。ここで、位置情報は、例えば、無線端末３０１のＭＤＴ（Minimization of Drive Tests）機能を用いて送信される。又は、無線端末３０１の位置情報は、無線基地局４０１により計測されてもよい。又は、無線端末３０１の位置情報は、無線端末３０１が過去に在圏した無線基地局により受信又は計測され、ハンドオーバー時に直前に在圏した無線基地局から新たに圏内に入る無線基地局４０１へ引き継がれてもよい。又は、高速移動体５０１が新幹線である場合等、高速移動体５０１の運行情報（高速移動体の各位置における位置及び速度を表す情報）を利用可能な場合には、位置情報は運行情報から算出されてもよい。尚、位置情報がどの無線端末に関する位置情報であるかに関する情報は、例えば、位置情報に関連付けられた無線端末の端末識別子の情報により識別されてもよい。端末識別子は、例えば、ＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）である。
【０１００】
本実施形態におけるその他の構成は、第１の実施形態における構成と同じである。
【０１０１】
本実施形態における動作について説明する。
【０１０２】
図８は、本発明の第２の実施形態における無線通信システムの動作を示すフローチャートである。尚、図８に示すフローチャート及び以下の説明は一例であり、適宜求める処理に応じて、処理順等を入れ替えたり、処理を戻したり、又は処理を繰り返したりしてもよい。
【０１０３】
まず、無線基地局４０１は、無線端末３０１の位置情報及び端末識別情報を取得する（ステップＳ１００）。
【０１０４】
次に、無線基地局４０１のドップラーシフト補正部１０８は、下り基準周波数Ｆｄ０−から上り及び下りの変異周波数の和（ｆｄ＋ｆｕ）を減算した周波数Ｆｄ０−（ｆｕ＋ｆｄ）において下り信号を送信する（ステップＳ１１０）。
【０１０５】
続いて、無線端末３０１は、周波数Ｆｄ０−ｆｕにおいて下り信号を受信する（ステップＳ１２０）。
【０１０６】
無線端末３０１は、上り信号の周波数を、受信した下り信号の周波数Ｆｄ０−ｆｕを基準に決定する（周波数はＦｕ０−ｆｕ）（ステップＳ１３０）。
【０１０７】
無線端末３０１は、上り信号を周波数Ｆｕ０−ｆｕにおいて送信する（ステップＳ１４０）。
【０１０８】
無線基地局４０１は、上り信号（周波数はＦｕ０）を受信する（ステップＳ１５０）。
【０１０９】
本実施形態におけるその他の動作は、第１の実施形態における動作と同じである。
【０１１０】
以上説明したように、本実施形態の無線通信システム８０１では、無線基地局４０１は、ドップラーシフト補正部１０８を含む。そして、ドップラーシフト補正部１０８は、現時点における、無線端末３０１の移動速度情報を生成する。そして、ドップラーシフト補正部１０８は、移動速度情報に基づいて、複数の無線端末３０１、３０２、・・・のうちの、セル６０１内に存在する全ての無線端末に対して、ドップラーシフトによる周波数の変化を補正する。ここで、ドップラーシフト補正部１０８は、セル６０１内に存在する無線端末毎にドップラーシフトによる周波数の変化を補正するのではなく、セル６０１内に存在する全ての無線端末に対して一律にドップラーシフトによる周波数の変化を補正する。又、無線通信システム８０１は、無線端末３０１、３０２、・・・及び無線基地局４０１以外に、特別な装置を含まない。従って、本実施形態の無線通信システム８０１には、高速で移動する移動体内部の端末との間で発生するドップラーシフト補正にかかるベースバンド処理部の負荷を安価に抑制できるという効果がある。
【０１１１】
又、無線基地局４０１は、ビームフォーミング部（不図示）を更に含んでもよい。ビームフォーミング部は、ビームフォーミング技術を用いてビーム（セル６０１）の位置を無線端末３０１の位置に追従させる。ビームフォーミング部は、アンテナ１００として、例えば、特許文献３のフェーズドアレイアンテナを用いて放射する電波の位相を調整することによって、無線端末が存在する方向に電波のビームを集中させる。無線基地局４０１がビームフォーミング部を含む場合には、異なる移動速度又は異なる移動方向を有する複数の高速移動体５０１、５０２が互いに接近して存在する場合にも、ドップラーシフトの補整が容易であるという効果がある。又、無線基地局４０１がビームフォーミング部を含む場合には、ある高速移動体における異なる位置（例えば、列車の各車両）毎に異なるセルを設定できるという効果がある。又、アンテナ１００は、例えば、１つのアレーアンテナによって複数のビームを形成するマルチビームアンテナであってもよい。
【０１１２】
図９は、本発明の各実施形態における無線基地局を実現可能なハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【０１１３】
無線基地局９０７は、記憶装置９０２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９０３と、キーボード９０４と、モニタ９０５と、Ｉ／Ｏ（Input/Output）装置９０８とを備え、これらが内部バス９０６によって接続されている。記憶装置９０２は、ドップラーシフト補正部１０８、ドップラーシフト補正部１５８、移動速度算出部１６０等のＣＰＵ９０３の動作プログラムを格納する。ＣＰＵ９０３は、無線基地局９０７全体を制御し、記憶装置９０２に格納された動作プログラムを実行し、Ｉ／Ｏ装置９０８を介して自律制御部１１５５等のプログラムの実行やデータの送受信を行なう。なお、上記の無線基地局９０７の内部構成は一例である。無線基地局９０７は、必要に応じて、キーボード９０４、モニタ９０５を接続する装置構成であってもよい。
【０１１４】
上述した本発明の各実施形態における無線基地局は、専用の装置によって実現してもよいが、Ｉ／Ｏ装置９０８が外部との通信を実行するハードウェアの動作以外は、コンピュータ（情報処理装置）によっても実現可能である。本発明の各実施形態において、Ｉ／Ｏ装置９０８は、例えば、アンテナ１００、アンテナ１５０との入出力部である。この場合、係るコンピュータは、記憶装置９０２に格納されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ９０３に読み出し、読み出したソフトウェア・プログラムをＣＰＵ９０３において実行する。上述した各実施形態の場合、係るソフトウェア・プログラムには、上述したところの、図１、図６に示した無線基地局の各部の機能を実現可能な記述がなされていればよい。ただし、これらの各部には、適宜ハードウェアを含むことも想定される。そして、このような場合、係るソフトウェア・プログラム（コンピュータ・プログラム）は、本発明を構成すると捉えることができる。更に、係るソフトウェア・プログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体も、本発明を構成すると捉えることができる。
【０１１５】
以上、本発明を、上述した各実施形態及びその変形例によって例示的に説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態及びその変形例に記載した範囲に限定されない。当業者には、係る実施形態に対して多様な変更又は改良を加えることが可能であることは明らかである。そのような場合、係る変更又は改良を加えた新たな実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得る。そしてこのことは、特許請求の範囲に記載した事項により明らかである。
【０１１６】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
端末側アンテナと、
前記端末側アンテナを経由して、端末側受信周波数において下り信号を受信し、端末側送信周波数において上り信号を送信する端末側無線通信手段と
を含み、
ある高速移動体により移動させられる可能性を有する
複数の無線端末と、
基地局側アンテナと、
前記基地局側アンテナを経由して、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側受信周波数に等しい、基地局側送信周波数において前記下り信号を送信し、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側送信周波数に等しい、基地局側受信周波数において前記上り信号を受信する基地局側無線通信手段と
を含み、
前記ある高速移動体の移動経路の一部を含むあるセルを有する
無線基地局と
を備えた無線通信システムに含まれる前記無線基地局であって、
現時点における、前記複数の無線端末のうちのある端末の、前記基地局側アンテナに対する移動速度及び方向を表す移動速度情報を生成する移動速度算出手段を更に備え、
前記基地局側無線通信手段は、前記ある端末が前記あるセル内に存在する場合に、前記移動速度情報に基づいて、前記複数の無線端末のうちの前記あるセル内に存在する全ての端末に対して一律に、前記下り信号の下り基準周波数を、前記ある端末の前記基地局側アンテナに対する移動に伴うドップラーシフトにより前記下り基準周波数が変化した前記下り信号の周波数から減算した下り変移周波数、及び前記上り信号の上り基準周波数を、前記ドップラーシフトにより前記上り基準周波数が変化した前記上り信号の周波数から減算した上り変移周波数を算出し、算出した前記下り変移周波数及び前記上り変移周波数に基づいて前記ドップラーシフトによる周波数の変化を補正するドップラーシフト補正手段を備えた
無線基地局。
（付記２）
前記端末側無線通信手段は、前記端末側受信周波数から所定の周波数差を減算することにより前記端末側送信周波数を決定し、
前記ドップラーシフト補正手段は、前記ある端末が前記あるセル内に存在する場合に、前記あるセルにおいて、前記下り基準周波数から前記下り変移周波数と前記上り変移周波数との和を減算することにより前記基地局側送信周波数を決定する
付記１に記載の無線基地局。
（付記３）
前記ドップラーシフト補正手段は、前記ある端末が前記あるセル内に存在する場合に、前記あるセルにおいて、
前記下り基準周波数から前記下り変移周波数を減算することにより前記基地局側送信周波数を決定し、
前記全ての端末のそれぞれから受信した前記上り信号を、前記上り基準周波数が前記上り変移周波数だけ変化した信号として補正する
付記１に記載の無線基地局。
（付記４）
前記移動速度算出手段は、前記ある端末が存在した位置の情報と、前記ある端末が該位置に存在した時刻の情報との複数の組に基づいて、前記移動速度情報を生成する
付記１乃至３の何れか１項に記載の無線基地局。
（付記５）
前記移動速度算出手段は、前記ある高速移動体の運行情報に基づいて、前記移動速度情報を生成する
付記１乃至４の何れか１項に記載の無線基地局。
（付記６）
前記あるセルは、前記無線端末のうちの前記あるセル内に存在する全ての端末が、前記ある高速移動体により移動させられているように設定された
付記１乃至５の何れか１項に記載の無線基地局。
（付記７）
前記あるセルの位置を前記ある端末の移動に追従させるビームフォーミング手段を更に備えた
付記１乃至６の何れか１項に記載の無線基地局。
（付記８）
端末側アンテナと、
前記端末側アンテナを経由して、端末側受信周波数において下り信号を受信し、端末側送信周波数において上り信号を送信する端末側無線通信手段と
を含み、
ある高速移動体により移動させられる可能性を有する
複数の無線端末と、
基地局側アンテナと、
前記基地局側アンテナを経由して、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側受信周波数に等しい、基地局側送信周波数において前記下り信号を送信し、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側送信周波数に等しい、基地局側受信周波数において前記上り信号を受信する基地局側無線通信手段と
を含み、
前記ある高速移動体の移動経路の一部を含むあるセルを有する
無線基地局と
を備えた無線通信システムであって、
前記無線基地局は、現時点における、前記複数の無線端末のうちのある端末の、前記基地局側アンテナに対する移動速度及び方向を表す移動速度情報を生成する移動速度算出手段を更に備え、
前記基地局側無線通信手段は、前記ある端末が前記あるセル内に存在する場合に、前記移動速度情報に基づいて、前記複数の無線端末のうちの前記あるセル内に存在する全ての端末に対して一律に、前記下り信号の下り基準周波数を、前記ある端末の前記基地局側アンテナに対する移動に伴うドップラーシフトにより前記下り基準周波数が変化した前記下り信号の周波数から減算した下り変移周波数、及び前記上り信号の上り基準周波数を、前記ドップラーシフトにより前記上り基準周波数が変化した前記上り信号の周波数から減算した上り変移周波数を算出し、算出した前記下り変移周波数及び前記上り変移周波数に基づいて前記ドップラーシフトによる周波数の変化を補正するドップラーシフト補正手段を備えた
無線通信システム。
（付記９）
端末側アンテナと、
前記端末側アンテナを経由して、端末側受信周波数において下り信号を受信し、端末側送信周波数において上り信号を送信する端末側無線通信手段と
を含み、
ある高速移動体により移動させられる可能性を有する
複数の無線端末と、
基地局側アンテナと、
前記基地局側アンテナを経由して、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側受信周波数に等しい、基地局側送信周波数において前記下り信号を送信し、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側送信周波数に等しい、基地局側受信周波数において前記上り信号を受信する基地局側無線通信手段と
を含み、
前記ある高速移動体の移動経路の一部を含むあるセルを有する
無線基地局と
を備えた無線通信システムに含まれる、前記無線基地局の制御方法であって、
前記無線基地局により、現時点における、前記複数の無線端末のうちのある端末の、前記基地局側アンテナに対する移動速度及び方向を表す移動速度情報を生成し、
前記基地局側無線通信手段により、前記ある端末が前記あるセル内に存在する場合に、前記移動速度情報に基づいて、前記複数の無線端末のうちの前記あるセル内に存在する全ての端末に対して一律に、前記下り信号の下り基準周波数を、前記ある端末の前記基地局側アンテナに対する移動に伴うドップラーシフトにより前記下り基準周波数が変化した前記下り信号の周波数から減算した下り変移周波数、及び前記上り信号の上り基準周波数を、前記ドップラーシフトにより前記上り基準周波数が変化した前記上り信号の周波数から減算した上り変移周波数を算出し、算出した前記下り変移周波数及び前記上り変移周波数に基づいて前記ドップラーシフトによる周波数の変化を補正する
制御方法。
（付記１０）
端末側アンテナと、
前記端末側アンテナを経由して、端末側受信周波数において下り信号を受信し、端末側送信周波数において上り信号を送信する端末側無線通信手段と
を含み、
ある高速移動体により移動させられる可能性を有する
複数の無線端末と、
基地局側アンテナと、
前記基地局側アンテナを経由して、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側受信周波数に等しい、基地局側送信周波数において前記下り信号を送信し、前記端末側アンテナが前記基地局側アンテナに対して静止している場合に前記端末側送信周波数に等しい、基地局側受信周波数において前記上り信号を受信する基地局側無線通信手段と
を含み、
前記ある高速移動体の移動経路の一部を含むあるセルを有する
無線基地局と
を備えた無線通信システムに含まれる、前記無線基地局が備えるコンピュータに、
現時点における、前記複数の無線端末のうちのある端末の、前記基地局側アンテナに対する移動速度及び方向を表す移動速度情報を生成する移動速度算出処理と、
前記基地局側無線通信手段により、前記ある端末が前記あるセル内に存在する場合に、前記移動速度情報に基づいて、前記複数の無線端末のうちの前記あるセル内に存在する全ての端末に対して一律に、前記下り信号の下り基準周波数を、前記ある端末の前記基地局側アンテナに対する移動に伴うドップラーシフトにより前記下り基準周波数が変化した前記下り信号の周波数から減算した下り変移周波数、及び前記上り信号の上り基準周波数を、前記ドップラーシフトにより前記上り基準周波数が変化した前記上り信号の周波数から減算した上り変移周波数を算出し、算出した前記下り変移周波数及び前記上り変移周波数に基づいて前記ドップラーシフトによる周波数の変化を補正するドップラーシフト補正処理と
を実行させる制御プログラム。
（付記１１）
前記基地局側無線通信手段は、前記ドップラーシフトによる周波数の変化のうち、前記ドップラーシフト補正手段により一律に補正しきれなかった部分を、前記複数の無線端末のうちの前記あるセル内に存在する各端末に対して個別に補正する
付記１乃至７の何れか１項に記載の無線基地局。
（付記１２）
前記あるセルは、前記ある端末が前記あるセルを通過する間に、前記ある端末の、前記基地局側アンテナに対する方向が近似的に一定であるように設定された
付記１乃至７の何れか１項又は付記１１に記載の無線基地局。
（付記１３）
前記所定の周波数差の絶対値は、前記上り基準周波数及び前記下り基準周波数に比べて十分に小さく、
前記ドップラーシフト補正手段は、前記下り変移周波数又は前記上り変移周波数の何れか一方を算出し、算出した前記下り変移周波数又は前記上り変移周波数の何れか一方を２倍することにより、前記和を算出する
付記２に記載の無線基地局。
（付記１４）
前記端末側無線通信手段は、前記端末側受信周波数から所定の周波数差を減算することにより前記端末側送信周波数を算出し、
前記ドップラーシフト補正手段は、前記ある端末が前記あるセル内に存在する場合に、前記あるセルにおいて、前記下り基準周波数から前記下り変移周波数と前記上り変移周波数との和を減算することにより前記基地局側送信周波数を決定する
付記８に記載の無線通信システム。
（付記１５）
前記端末側無線通信手段により、前記端末側受信周波数から所定の周波数差を減算することにより前記端末側送信周波数を算出し、
前記基地局側無線通信手段により、前記ある端末が前記あるセル内に存在する場合に、前記あるセルにおいて、前記下り基準周波数から前記下り変移周波数と前記上り変移周波数との和を減算することにより前記基地局側送信周波数を決定する
付記９に記載の制御方法。
（付記１６）
前記端末側無線通信手段は、前記端末側受信周波数から所定の周波数差を減算することにより前記端末側送信周波数を算出し、
前記ドップラーシフト補正処理は、前記ある端末が前記あるセル内に存在する場合に、前記あるセルにおいて、前記下り基準周波数から前記下り変移周波数と前記上り変移周波数との和を減算することにより前記基地局側送信周波数を決定する
付記１０に記載の制御プログラム。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は、無線通信システムにおいて無線移動局の移動に起因するドップラーシフトを補正する用途において利用できる。
【符号の説明】
【０１１８】
１００、１５０  アンテナ
１５９  無線通信部
１５８  ドップラーシフト補正部
１６０  移動速度算出部
２００、２５０  アンテナ
２５９  無線通信部
３０１、３０２、３０５、３０６  無線端末
４０１、４０５  無線基地局
５０１、５０２  高速移動体
６０１、６０２、６０５  セル
８０５  無線通信システム
８１１  移動経路
９０２  記憶装置
９０３  ＣＰＵ
９０４  キーボード
９０５  モニタ
９０６  内部バス
９０７  無線基地局
９０８  Ｉ／Ｏ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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