CN111543119A - 三维化网络中的多普勒频移校正 - Google Patents

三维化网络中的多普勒频移校正 Download PDF

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Abstract

在使用一边在上空移动一边朝向地上形成多个小区的移动型的无线中继装置的移动通信系统中，抑制由无线中继装置相对于多个小区各自的终端装置、地上或海上的馈线站的相对移动所引起的接收信号的多普勒频移导致的通信质量的下降。通信系统具备移动型的无线中继装置，其被设置为能在上空飞行移动，从规定高度的天线朝向地上或海上形成多个小区而与存在于上述多个小区之中的每一个小区的终端装置进行无线通信。通信系统具备：推定部，其对存在于小区的终端装置与无线中继装置之间的服务链路的无线通信和无线中继装置与地上或海上的馈线站之间的馈线链路的无线通信之中的至少一种无线通信中的多普勒频移进行推定；以及校正部，其基于多普勒频移的推定结果对上述至少一种无线通信的频率进行校正。

Description

三维化网络中的多普勒频移校正
技术领域
本发明涉及能形成三维化小区的无线中继装置和通信系统。
背景技术
当终端装置(移动台)一边相对于移动通信系统的无线中继装置(基站)进行移动一边发送或接收信号时，接收信号的频率会发生由多普勒现象导致的频率移位(以下称为“多普勒频移”。)。由该多普勒频移带来的接收信号的频率误差有可能对通信质量产生影响。在专利文献1中公开了一种用户终端(终端装置)，其使用来自基站的导频信号等已知信号来推定多普勒频移，基于该推定结果对接收信号的频率进行校正。
另外，已知一种无线中继装置，其形成由向相互不同的方向具有指向性的多个波束形成的多个小区，在存在于各小区的多个终端装置之间进行无线通信。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特表2008-537388号公报
发明内容
发明要解决的问题
作为形成上述多个小区的无线中继装置，例如有像集成于人造卫星的卫星站那样一边在上空移动一边朝向地上形成多个小区的移动型的无线中继装置。在使用该移动型的无线中继装置的移动通信系统中，因为由无线中继装置相对于多个小区各自的终端装置的相对移动所引起的接收信号的多普勒频移，有可能会发生通信质量的下降。
特别是，在终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的无线通信和无线中继装置与地上或海上的馈线站之间的馈线链路的无线通信中，在使用超过几十GHz的高频率的情况下，多普勒频移会比终端装置所能补偿的范围大，有可能得不到规定的通信质量。
另外，根据上述移动型的无线中继装置与各小区的位置关系的不同，靠近无线中继装置的终端装置所在的小区与远离无线中继装置的终端装置所在的小区会混杂在一起，因此，存在终端装置相对于无线中继装置的相对移动的方向和速度相互不同的多个小区混杂在一起的情况。在该情况下，根据小区的不同，有可能多普勒频移会变大而得不到规定的通信质量。
另外，在形成上述多个小区的无线中继装置从终端装置接收信号的上行链路中，因为由无线中继装置相对于上述多个小区各自的终端装置的相对移动所引起的接收信号的多普勒频移，无线中继装置从终端装置接收的上行链路的接收信号的频率有可能在小区间出现部分重叠而发生干扰。
用于解决问题的方案
本发明的一方面所涉及的通信系统具备移动型的无线中继装置，上述无线中继装置被设置为能在上空飞行移动，从规定高度的天线朝向地上或海上形成多个小区而与存在于上述多个小区之中的每一个小区的终端装置进行无线通信，上述通信系统具备：推定部，其对存在于上述小区的终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的无线通信和上述无线中继装置与地上或海上的馈线站之间的馈线链路的无线通信之中的至少一种无线通信中的多普勒频移进行推定；以及校正部，其基于上述多普勒频移的推定结果对上述至少一种无线通信的频率进行校正。
本发明的另一方面所涉及的无线中继装置是移动型的无线中继装置，被设置为能在上空飞行移动，从规定高度的天线朝向地上或海上形成多个小区而与存在于上述多个小区之中的每一个小区的终端装置进行无线通信，上述无线中继装置具备：推定部，其对存在于上述小区的终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的无线通信和上述无线中继装置与地上或海上的馈线站之间的馈线链路的无线通信之中的至少一种无线通信中的多普勒频移进行推定；以及校正部，其基于上述多普勒频移的推定结果对上述至少一种无线通信的频率进行校正。
也可以是，上述推定部或上述校正部基于上述多普勒频移的推定结果，决定针对上述馈线链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率偏移，上述校正部将上述频率偏移应用到上述无线通信的频率。也可以是，上述校正部设置于上述馈线站或上述无线中继装置。
另外，也可以是，上述推定部或上述校正部基于上述多普勒频移的推定结果，按每个上述小区决定针对上述服务链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率偏移，上述校正部按每个上述小区将上述频率偏移应用到上述无线通信的频率。
另外，也可以是，上述推定部或上述校正部决定针对上述馈线链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率的频率偏移，并按每个上述小区决定针对上述服务链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率偏移，上述校正部将上述馈线链路的频率偏移应用到上述馈线链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率，并按每个上述小区将上述服务链路的频率偏移应用到上述服务链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率。
也可以是，上述校正部设置于上述无线中继装置。
另外，也可以是，上述推定部基于地图信息、以及上述无线中继装置的天线指向性图案来推定上述小区的形状，关于所推定出的小区的形状中的几何中心点来推定上述服务链路的多普勒频移，上述校正部基于关于上述小区的几何中心点推定出的上述服务链路的多普勒频移的推定结果，对存在于上述小区的终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路中的无线通信的频率进行校正。
另外，也可以是，上述推定部基于上述小区中的多个终端装置的当前位置信息的统计指标值来推定上述小区内的上述多个终端装置的位置分布的中心值，关于所推定出的上述多个终端装置的位置分布的中心值来推定上述服务链路的多普勒频移，上述校正部基于关于上述小区中的多个终端装置的位置分布的中心值推定出的上述服务链路的多普勒频移的推定结果，对存在于上述小区的终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路中的无线通信的频率进行校正。
另外，也可以是，上述推定部关于存在于上述小区的多个终端装置之中的每一个终端装置，基于从上述终端装置发送的上行链路参考信号来推定上述服务链路的多普勒频移，上述校正部基于关于上述多个终端装置推定出的上述服务链路的多普勒频移的推定值的统计指标值，对存在于上述小区的终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路中的无线通信的频率进行校正。
另外，也可以是，上述推定部基于关于上述无线中继装置预先定好的飞行计划信息，对上述服务链路的无线通信和上述馈线链路的无线通信之中的至少一种无线通信中的多普勒频移进行推定。
本发明的另一方面所涉及的通信系统具备无线中继装置，上述无线中继装置从规定高度的天线朝向地上或海上形成多个小区而与存在于上述多个小区之中的每一个小区的终端装置进行无线通信，上述通信系统具备：推定部，其关于存在于上述多个小区的多个终端装置之中的每一个终端装置，对上述终端装置与上述无线中继装置之间的无线通信中的多普勒频移进行推定；以及校正部，其关于上述多个终端装置之中的每一个终端装置，基于上述多普勒频移的推定结果对上述终端装置与上述无线中继装置之间的无线通信的频率进行校正。
本发明的再一方面所涉及的无线中继装置是从规定高度的天线朝向地上或海上形成多个小区而与存在于上述多个小区之中的每一个小区的终端装置进行无线通信的无线中继装置，具备：推定部，其关于存在于上述多个小区的多个终端装置之中的每一个终端装置，对上述终端装置与上述无线中继装置之间的无线通信中的多普勒频移进行推定；以及校正部，其关于上述多个终端装置之中的每一个终端装置，基于上述多普勒频移的推定结果对上述终端装置与上述无线中继装置之间的无线通信的频率进行校正。也可以是，上述无线中继装置设置于能在上空飞行移动的飞行体。也可以是，上述无线中继装置设置于能在上空飞行移动的飞行体。
另外，也可以是，上述校正部基于上述多普勒频移的推定结果，以在上述多个终端装置之间使上行链路的信号不会由于上述多普勒频移而在频率轴上相互干扰的方式决定上述终端装置的上行链路的资源分配。
另外，也可以是，上述推定部或上述校正部基于上述多普勒频移的推定结果，决定针对上述终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的上行链路的无线通信的频率的频率偏移，上述校正部将上述频率偏移应用到上述上行链路的无线通信的频率。
本发明的又一方面所涉及的通信系统具备无线中继装置，上述无线中继装置从规定高度的天线朝向地上或海上形成多个小区而与存在于上述多个小区之中的每一个小区的终端装置进行无线通信，上述通信系统具备：推定部，其关于存在于上述多个小区的多个终端装置之中的每一个终端装置，对上述终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的无线通信中的多普勒频移进行推定，根据各终端装置的多普勒频移的移位量和移位方向将上述多个终端装置进行分组；以及校正部，其关于上述多个终端组之中的每一个终端组，基于上述多普勒频移的推定结果，按每个上述终端组对上述终端组所包含的终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的无线通信的频率进行校正。
本发明的又一方面所涉及的无线中继装置是从规定高度的天线朝向地上或海上形成多个小区而与存在于上述多个小区之中的每一个小区的终端装置进行无线通信的无线中继装置，具备：推定部，其关于存在于上述多个小区的多个终端装置之中的每一个终端装置，对上述终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的无线通信中的多普勒频移进行推定，根据各终端装置的多普勒频移的移位量和移位方向将上述多个终端装置进行分组；以及校正部，其关于上述多个终端组之中的每一个终端组，基于上述多普勒频移的推定结果，按每个上述终端组对上述终端组所包含的终端装置与上述无线中继装置之间的无线通信的频率进行校正。
也可以是，上述无线中继装置设置于能在上空飞行移动的飞行体。
另外，也可以是，上述校正部基于上述多普勒频移的推定结果，以在上述多个终端组之间使上行链路的信号不会由于上述多普勒频移而在频率轴上相互干扰的方式决定从上述终端组的终端装置的上行链路的资源分配。
另外，也可以是，上述推定部或上述校正部基于上述多普勒频移的推定结果，决定针对上述终端组的终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的上行链路的无线通信的频率偏移，上述校正部将上述频率偏移应用到上述上行链路的无线通信的频率。
另外，也可以是，上述校正部基于关于上述无线中继装置预先定好的飞行计划信息，对上述终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的无线通信的频率进行校正。
另外，也可以是，上述推定部基于经由上述无线中继装置发送到上述终端装置的下行链路信号的频率移位的信息、形成上述小区的天线指向性的信息、从上述终端装置经由上述无线中继装置发送的上行链路信号的频率移位的信息、上述无线中继装置的位置信息的时间变化的信息、以及关于上述无线中继装置预先定好的飞行计划信息之中的至少一种信息，对上述多普勒频移进行推定。
另外，也可以是，上述无线中继装置是与连接于移动通信的基站的地上或海上的转发器母机进行无线通信的转发器子机，上述推定部和上述校正部分别设置于上述地上或海上的转发器母机、上述转发器子机或上述基站。
另外，也可以是，上述无线中继装置是移动体通信的基站，上述推定部和上述校正部分别设置于上述基站。
发明效果
根据本发明，在一边在上空移动一边朝向地上或海上形成多个小区的移动型的无线中继装置和具备该无线中继装置的通信系统中，能够抑制由无线中继装置相对于多个小区各自的终端装置、地上或海上的馈线站的相对移动所引起的接收信号的多普勒频移导致的通信质量的下降。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的实现三维化网络的通信系统的整体构成的一例的概略构成图。
图2是示出实施方式的通信系统所使用的HAPS的一例的立体图。
图3是示出实施方式的通信系统所使用的HAPS的另一例的侧视图。
图4是示出实施方式的由多个HAPS在上空形成的无线网络的一例的说明图。
图5是示出再一个实施方式所涉及的实现三维化网络的通信系统的整体构成的一例的概略构成图。
图6是示出实施方式的HAPS的无线中继站的一构成例的框图。
图7是示出实施方式的HAPS的无线中继站的另一构成例的框图。
图8是示出实施方式的HAPS的无线中继站的再一构成例的框图。
图9是示出飞行中的HAPS与由HAPS形成的多个小区的终端装置的位置关系的一例的说明图。
图10A是示出飞行中的HAPS的无线中继站与终端装置之间的无线通信中的多普勒频移的一例的说明图。
图10B是示出飞行中的HAPS的无线中继站与终端装置之间的无线通信中的多普勒频移的一例的说明图。
图11是示出飞行中的HAPS的无线中继站与终端装置之间的上行链路的无线通信中的多普勒频移所导致的接收信号的干扰的一例的说明图。
图12A是决定频率偏移的基准所使用的小区的中心值的定义的一例的说明图。
图12B是决定频率偏移的基准所使用的小区的中心值的定义的一例的说明图。
图13A是示出频率偏移的决定方法的一例的说明图和坐标图。
图13B是示出频率偏移的决定方法的一例的说明图和坐标图。
图14是示出LTE的上行链路格式的一例的说明图。
图15是示出LTE的下行链路格式的一例的说明图。
图16是示出基于飞行计划信息飞行中的HAPS的情形的一例的说明图。
图17A是示出按每个终端装置进行的上行链路的资源分配控制和多普勒频移校正控制的一例的说明图。
图17B是示出按每个终端装置进行的上行链路的资源分配控制和多普勒频移校正控制的一例的说明图。
图18A是示出由HAPS形成的多个小区与被分组成终端组的多个终端装置的位置关系的一例的说明图。
图18B是示出将图18A的多个终端装置在时间轴上和频率轴上进行分组而成的终端组的一例的说明图。
图19A是示出本实施方式所涉及的通信系统的转发器母机(馈线站)和转发器子机(HAPS的无线中继站)中的频率转换的一例的说明图。
图19B是示出本实施方式所涉及的通信系统的转发器母机(馈线站)和转发器子机(HAPS的无线中继站)中的频率转换的一例的说明图。
图20是示出本实施方式所涉及的进行多普勒频移校正控制的通信系统的构成的一例的框图。
图21是示出图20的多普勒频移校正控制的一例的流程图。
图22是示出本实施方式所涉及的进行多普勒频移校正控制的通信系统的构成的另一例的框图。
图23是示出图22的多普勒频移校正控制的一例的流程图。
图24是示出本实施方式所涉及的进行多普勒频移校正控制的通信系统的构成的再一例的框图。
图25是示出图24的多普勒频移校正控制的一例的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的通信系统的整体构成的一例的概略构成图。
本实施方式所涉及的通信系统适于实现支持与众多终端装置的同时连接、低延迟化等的第五代移动通信的三维化网络。另外，能在本说明书所公开的通信系统、无线中继站、基站、转发器和终端装置中应用的移动通信的标准规范包含第五代的移动通信的标准规范、以及第五代以后的一代接一代移动通信的标准规范。
如图1所示，通信系统具备多个作为空中漂浮型的通信中继装置(无线中继装置)的高空平台站(HAPS)(也称为“高空伪卫星”。)10、20。HAPS10、20位于规定高度的空域，在规定高度的小区形成目标空域40形成如图中影线区域所示那样的三维小区(三维区域)41、42。HAPS10、20是在漂浮体(例如，太阳能飞机、飞艇)搭载无线中继站而成的，该漂浮体通过自主控制或来自外部的控制而被控制为以悬浮或者飞行的方式位于离地面或海面100[km]以下的高空的空域(漂浮空域)50。
HAPS10、20所在的空域50例如是高度为11[km]以上和50[km]以下的平流层的空域。该空域50也可以是气象条件比较稳定的高度为15[km]以上25[km]以下的空域，尤其可以是高度为大致20[km]的空域。图中的Hrsl和Hrsu分别表示出以地面(GL)为基准的HAPS10、20所在的空域50的下端和上端的相对高度。
小区形成目标空域40是由本实施方式的通信系统中的1个或2个以上的HAPS形成三维小区的目标空域。小区形成目标空域40是位于HAPS10、20所在的空域50与以往的宏小区基站等基站(例如LTE的eNodeB)90所覆盖的地面近旁的小区形成区域之间的、规定高度范围(例如，50[m]以上1000[m]以下的高度范围)的空域。图中的Hcl和Hcu分别表示出以地面(GL)为基准的小区形成目标空域40的下端和上端的相对高度。
此外，本实施方式的形成三维小区的小区形成目标空域40也可以是海、河或湖的上空。
HAPS10、20的无线中继站分别朝向地面形成用于与作为移动台的终端装置进行无线通信的波束100、200。终端装置可以是集成于作为可远程操纵的小型直升机等飞行器的无人机60的通信终端模块，也可以是在飞机65中用户所使用的用户装置。在小区形成目标空域40中波束100、200所通过的区域为三维小区41、42。在小区形成目标空域40中相互相邻的多个波束100、200也可以部分地重叠。
HAPS10、20的无线中继站分别是例如与连接于地上(或海上)侧的核心网络的作为中继站的馈线站(网关)70进行无线通信的基站、或者与连接于地上(或海上)侧的基站的馈线站(转发器母机)70进行无线通信的转发器子机。HAPS10、20的无线中继站分别经由设置在地上或海上的馈线站70连接于移动通信网80的核心网络。HAPS10、20与馈线站70之间的通信可以是通过微波等电波进行的无线通信，也可以是使用了激光等的光通信。
HAPS10、20也可以分别通过由集成于内部的计算机等构成的控制部执行控制程序，来对自身的漂浮移动(飞行)、无线中继站中的处理进行自主控制。例如，HAPS10、20分别可以取得自身的当前位置信息(例如GPS位置信息)、预先存储的位置控制信息(例如，飞行计划信息)、位于周边的其它HAPS的位置信息等，基于这些信息对漂浮移动(飞行)、无线中继站中的处理进行自主控制。
另外，HAPS10、20各自的漂浮移动(飞行)、无线中继站中的处理也可以设为能够由设置于移动通信网80的通信中心等的作为管理装置的远程控制装置85来控制。在该情况下，HAPS10、20也可以为了能够接收来自远程控制装置85的控制信息或向远程控制装置85发送各种信息而集成有控制用通信终端装置(例如，移动通信模块)，并为了能够从远程控制装置85进行识别而被分配终端识别信息(例如，IP地址、电话号码等)。控制用通信终端装置的识别也可以使用通信接口的MAC地址。另外，HAPS10、20也可以分别将与自身或周边的HAPS的漂浮移动(飞行)、无线中继站中的处理相关的信息、由各种传感器等取得的观测数据等信息发送到远程控制装置85等规定的发送目的地。
在小区形成目标空域40中，有可能产生HAPS10、20的波束100、200所未通过的区域(未形成三维小区41、42的区域)。为了填补该区域，也可以如图1的构成例那样具备从地上侧或海上侧朝向上方形成放射状的波束300来形成三维小区43而进行ATG(Air To Ground：空对地)连接的基站(以下称为“ATG站”。)30。
另外，也可以不使用ATG站30，而是调整HAPS10、20的位置、波束100、200的发散角(波束宽度)等，由此，HAPS10、20的无线中继站以使得在小区形成目标空域40无漏洞地形成三维小区的方式，形成将小区形成目标空域40的上端面的整体覆盖的波束100、200。
此外，由上述HAPS10、20形成的三维小区也可以形成为到达地面或海面，以使得与位于地上或海上的终端装置之间也能够进行通信。
图2是示出实施方式的通信系统所使用的HAPS10的一例的立体图。
图2的HAPS10是太阳能飞机类型的HAPS，具备长边方向的两端部侧沿着上方的主机翼部101、以及在主机翼部101的短边方向的一端缘部具备作为总线动力系的推进装置的多个由马达驱动的螺旋桨103。在主机翼部101的上表面，设置有作为具有太阳能发电功能的太阳能发电部的太阳能发电板(以下称为“太阳能板”。)102。另外，在主机翼部101的下表面的长边方向的2个部位，经由板状的连结部104连结有作为收纳任务设备的多个设备收纳部的吊舱105。在各吊舱105的内部收纳有作为任务设备的无线中继站110、以及电池106。另外，在各吊舱105的下表面侧设置有起飞和着陆时使用的车轮107。由太阳能板102发出的电力蓄积到电池106，利用从电池106供应的电力，对螺旋桨103的马达进行旋转驱动，由无线中继站110执行无线中继处理。此外，在图2的例子中，示出了设置有多个无线中继站110的例子，但也可以是在多个吊舱105之中的任意一个吊舱105设置无线中继站110。
太阳能飞机类型的HAPS10例如通过进行盘旋飞行或进行8字型飞行而以升力漂浮，能够以按规定的高度停留于水平方向的规定的范围的方式漂浮。此外，太阳能飞机类型的HAPS10在螺旋桨103未被进行旋转驱动时，也能够如滑翔机那样飞翔。例如，可以在白天等通过太阳能板102的发电而电池106的电力有富余时上升到高的位置，在夜晚等无法通过太阳能板102发电时停止从电池106向马达供电而如滑翔机那样飞翔。
另外，HAPS10具备作为用于与其它HAPS、人造卫星进行光通信的通信部的三维兼容指向性的光天线装置130。此外，在图2的例子中，在主机翼部101的长边方向的两端部配置有光天线装置130，但也可以在HAPS10的其它部位配置光天线装置130。此外，用于与其它HAPS、人造卫星进行光通信的通信部不限于进行这样的光通信，也可以是进行通过微波等电波的无线通信等通过其它方式的无线通信。
图3是示出实施方式的通信系统所使用的HAPS20的另一例的立体图。
图3的HAPS20是无人飞艇类型的HAPS，有效载荷大，因此能够搭载大容量的电池。HAPS20具备：飞艇主体201，其填充有用于以浮力进行漂浮的氦气等气体；由马达驱动的螺旋桨202，其作为总线动力系的推进装置；以及设备收纳部203，其收纳任务设备。在设备收纳部203的内部收纳有无线中继站210和电池204。利用从电池204供应的电力，对螺旋桨202的马达进行旋转驱动，由无线中继站210执行无线中继处理。
此外，也可以在飞艇主体201的上表面设置具有太阳能发电功能的太阳能板，将由太阳能板发出的电力蓄积到电池204。
另外，无人飞艇类型的HAPS20也具备作为用于与其它HAPS、人造卫星进行光通信的通信部的三维兼容指向性的光天线装置230。此外，在图3的例子中，在飞艇主体201的上表面部和设备收纳部203的下表面部配置有光天线装置230，但也可以在HAPS20的其它部分配置光天线装置230。此外，用于与其它HAPS、人造卫星进行光通信的通信部不限于进行这样的光通信，也可以是进行通过微波等电波的无线通信等通过其它方式的无线通信。
图4是示出实施方式的由多个HAPS10、20在上空形成的无线网络的一例的说明图。
多个HAPS10、20以能够在上空相互通过光通信进行HAPS间通信的方式构成，形成能够在广大区域内稳定地实现三维化网络的鲁棒性优异的无线通信网络。该无线通信网络也能够作为根据各种环境、各种信息进行动态路由的自组织网络发挥功能。上述无线通信网络能够以具有二维或三维的各种拓扑的方式形成，例如，可以如图4所示的那样是网格型的无线通信网络。
图5是示出另一个实施方式所涉及的通信系统的整体构成的一例的概略构成图。
此外，在图5中，对于与前述的图1共同的部分标注相同的附图标记，省略其说明。
在图5的实施方式中，HAPS10与移动通信网80的核心网络之间的通信是经由馈线站70和低轨道的人造卫星72来进行的。在该情况下，人造卫星72与馈线站70之间的通信可以通过由微波等电波进行的无线通信来进行，也可以通过使用了激光等的光通信来进行。另外，HAPS10与人造卫星72之间的通信是通过使用了激光等的光通信来进行的。
图6是示出实施方式的HAPS10、20的无线中继站110、210的一构成例的框图。
图5的无线中继站110、210是转发器类型的无线中继站的例子。无线中继站110、210分别具备3D小区形成天线部111、收发部112、馈送用天线部113、收发部114、转发器部115、监视控制部116以及电源部117。而且，无线中继站110、210分别具备用于HAPS间通信等的光通信部125、以及波束控制部126。
3D小区形成天线部111具有朝向小区形成目标空域40形成放射状的波束100、200的天线，形成能与终端装置进行通信的三维小区41、42。收发部112与3D小区形成天线部111一起构成第一无线通信部，具有收发共用器(DUP：DUPlexer)、放大器等，经由3D小区形成天线部111向存在于三维小区41、42的终端装置发送无线信号或从终端装置接收无线信号。
馈送用天线部113具有用于与地上或海上的馈线站70进行无线通信的指向性天线。收发部114与馈送用天线部113一起构成第二无线通信部，具有收发共用器(DUP：DUPlexer)、放大器等，经由馈送用天线部113向馈线站70发送无线信号或从馈线站70接收无线信号。
转发器部115对与终端装置之间进行收发的收发部112的信号、以及与馈线站70之间进行收发的收发部114的信号进行中继。转发器部115具有将规定频率的中继对象信号放大至规定的电平的放大器功能。转发器部115也可以具有对中继对象信号的频率进行转换的频率转换功能。
监视控制部116例如由CPU和存储器等构成，通过执行预先装入的程序来监视HAPS10、20内的各部的动作处理状况或控制各部。特别是，监视控制部116通过执行控制程序来控制对螺旋桨103、202进行驱动的马达驱动部141，使HAPS10、20向目标位置移动，并且，控制它们留在目标位置附近。
电源部117将从电池106、204输出的电力供应到HAPS10、20内的各部。电源部117也可以具有使由太阳能发电板等发出的电力、从外部供应的电力蓄积到电池106、204的功能。
光通信部125经由激光等光通信介质与周边的其它HAPS10、20、人造卫星72进行通信。通过该通信，能进行对无人机60等的终端装置与移动通信网80之间的无线通信动态地进行中继的动态路由，并且在任意一个HAPS发生了故障时，其它HAPS作为后备进行无线中继，从而能够提高移动通信系统的鲁棒性。
波束控制部126对HAPS间通信、与人造卫星72的通信所使用的激光等的波束的方向和强度进行控制，或者以根据与周边的其它HAPS(无线中继站)之间的相对位置的变化来切换通过激光等的光束进行通信的其它HAPS(无线中继站)的方式进行控制。该控制例如可以基于HAPS自身的位置和姿势、周边的HAPS的位置等来进行。HAPS自身的位置和姿势的信息可以基于集成于该HAPS的GPS接收装置、陀螺仪传感器、加速度传感器等的输出来取得，周边的HAPS的位置的信息可以从设置于移动通信网80的远程控制装置85、或者HAPS管理服务器、应用程序服务器等服务器86取得。
图7是示出实施方式的HAPS10、20的无线中继站110、210的另一构成例的框图。
图7的无线中继站110、210是基站类型的无线中继站的例子。
此外，在图7中，对于与图6同样的构成要素标注相同的附图标记，省略说明。图7的无线中继站110、210分别还具备调制解调器部118，并取代转发器部115而具备基站处理部119。而且，无线中继站110、210分别具备光通信部125和波束控制部126。
调制解调器部118例如对从馈线站70经由馈送用天线部113和收发部114接收到的接收信号执行解调处理和解码处理，生成向基站处理部119侧输出的数据信号。另外，调制解调器部118对从基站处理部119侧收到的数据信号执行编码处理和调制处理，生成经由馈送用天线部113和收发部114向馈线站70发送的发送信号。
基站处理部119例如具有作为基于遵循LTE/LTE-Advanced的标准规范的方式进行基带处理的e-NodeB的功能。基站处理部119也可以是以遵循第五代等的将来的移动通信的标准规范的方式进行处理。
基站处理部119例如对从存在于三维小区41、42的终端装置经由3D小区形成天线部111和收发部112接收到的接收信号执行解调处理和解码处理，生成向调制解调器部118侧输出的数据信号。另外，基站处理部119对从调制解调器部118侧收到的数据信号执行编码处理和调制处理，生成经由3D小区形成天线部111和收发部112向三维小区41、42的终端装置发送的发送信号。
图8是示出实施方式的HAPS10、20的无线中继站110、210的再一构成例的框图。
图8的无线中继站110、210是具有边缘计算功能的高功能的基站类型的无线中继站的例子。此外，在图8中，对于与图6和图7同样的构成要素标注相同的附图标记，省略说明。图8的无线中继站110、210分别在图7的构成要素的基础上还具备边缘计算部120。
边缘计算部120例如由小型的计算机构成，通过执行预先装入的程序，能够执行与HAPS10、20的无线中继站110、210中的无线中继等相关的各种信息处理。
例如，边缘计算部120基于从存在于三维小区41、42的终端装置接收到的数据信号，判定该数据信号的发送目的地，基于其判定结果执行对通信的中继目的地进行切换的处理。更具体地说，在从基站处理部119输出的数据信号的发送目的地为存在于自身的三维小区41、42的终端装置的情况下，不将该数据信号传到调制解调器部118，而是将其返回给基站处理部119而发送到存在于自身的三维小区41、42的发送目的地的终端装置。另一方面，在从基站处理部119输出的数据信号的发送目的地为存在于自身的三维小区41、42以外的其它小区的终端装置的情况下，将该数据信号传到调制解调器部118而发送到馈线站70，经由移动通信网80发送到存在于发送目的地的其它小区的发送目的地的终端装置。
边缘计算部120也可以执行对从存在于三维小区41、42的众多终端装置接收到的信息进行分析的处理。该分析结果也可以发送到存在于三维小区41、42的众多终端装置，或者发送到设置于移动通信网80的远程控制装置85、或HAPS管理服务器、应用程序服务器(应用服务器)等服务器86等。
经由无线中继站110、210的与终端装置的无线通信的上行链路和下行链路的双工方式不限于特定的方式，例如，可以是时分双工(Time Division Duplex：TDD)方式，也可以是频分双工(Frequency Division Duplex：FDD)。另外，经由无线中继站110、210的与终端装置的无线通信的接入方式不限于特定的方式，例如，可以是FDMA(Frequency DivisionMultiple Access：频分多址)方式、TDMA(Time Division Multiple Access：时分多址)方式、CDMA(Code Division Multiple Access：码分多址)方式或OFDMA(OrthogonalFrequency Division Multiple Access：正交频分多址)。另外，在上述无线通信中，也可以使用MIMO(多输入多输出：Multi-Input and Multi-Output)技术，上述MIMO技术具有分集编码、发送波束成形、空分复用(SDM：Spatial Division Multiplexing)等功能，通过由收发双方同时利用多个天线，能够增大每单位频率的传输容量。另外，上述MIMO技术可以是1个基站与1个终端装置在同一时刻·同一频率发送多个信号的SU-MIMO(Single-UserMIMO：单用户MIMO)技术，也可以是1个基站向多个不同的终端装置在同一时刻·同一频率发送信号或多个不同的基站向1个终端装置在同一时刻·同一频率发送信号的MU-MIMO(Multi-User MIMO：多用户MIMO)技术。
以下，对与终端装置进行无线通信的无线中继装置为太阳能飞机类型的HAPS10的情况进行说明，但以下的实施方式也同样能够应用于无人飞艇类型的HAPS20等其它无线中继装置。另外，一部分实施方式也同样能够应用于与终端装置进行无线通信的无线中继装置为被设置于地上或海上的固定型的无线中继装置(例如，基站、转发器子机)。
图9是示出飞行中的HAPS10与由HAPS10形成的多个小区100A(1)、100A(2)的终端装置61(1)、61(2)的位置关系的一例的说明图。另外，图10A和图10B是示出飞行中的HAPS10的无线中继站与终端装置61(1)、61(2)之间的无线通信中的多普勒频移的一例的说明图。另外，图11是示出飞行中的HAPS10的无线中继站与终端装置之间的服务链路的上行链路(也称为“反向链路(reverse link)”。)的无线通信中的多普勒频移所导致的接收信号的干扰的一例的说明图。
图9的HAPS10一边通过多个波束100(1)、100(2)形成地上的二维的小区100A(1)、100A(2)，一边沿图中的左方向F飞行。由被波束100(1)、100(2)和小区100A(1)、100A(2)包围的空间形成三维小区。存在于各小区100A(1)、100A(2)的终端装置61(1)、61(2)能够经由服务链路、HAPS10、馈线链路和转发器母机(馈线站)71与基站90进行通信。另外，沿飞行方向F飞行中的HAPS10的无线中继站110以向位于该飞行方向F的下游侧的小区100A(1)内的终端装置61(1)靠近，从位于飞行方向F的上游侧的小区100A(2)内的终端装置61(2)远离的方式移动。
如图10的(a)所示，在从HAPS10的无线中继站110向下游侧的终端装置61(1)发送频率fSLd1的发送信号911的服务链路的下行链路(也称为“正向链路(forward link)”。)的无线通信中，由于多普勒现象，由终端装置61(1)接收的接收信号911’的频率向高频侧按多普勒频移fd的量进行移位而成为频率f’SLd1(＝fSLd1+fd)。另一方面，在从下游侧的终端装置61(1)的上行链路中，以下行链路的接收信号911’的频率f’SLd1(＝fSLd1+fd)为基准而发送频率f’SLu1(＝fSLd1+fd)的发送信号912。然后，由于多普勒现象，由HAPS10的无线中继站110接收的接收信号912’的频率向高频侧按多普勒频移fd的量进行移位而成为频率f’SLu1(＝fSLu1+fd)。其结果是，可能会在服务链路接收侧发生近乎于下行链路的2倍的频率移位(frequency shift)。
另外，如图10的(b)所示，在从HAPS10的无线中继站110向上游侧的终端装置61(2)发送频率fSLd2的发送信号921的服务链路的下行链路的无线通信中，由于多普勒现象，由终端装置61(1)接收的接收信号921’的频率向低频侧按多普勒频移fd的量进行移位而成为频率f’SLd2(＝fSLd2-fd)。另一方面，在从上游侧的终端装置61(2)的上行链路中，以下行链路的接收信号921’的频率f’SLd2(＝fSLd2-fd)为基准而发送频率f’SLu2(＝fSLd2-fd)的发送信号922。然后，由于多普勒现象，由HAPS10的无线中继站110接收的接收信号922’的频率向高频侧按多普勒频移fd的量进行移位而成为频率f’SLu2(＝fSLu2-fd)。其结果是，可能会在服务链路接收侧发生近乎于下行链路的2倍的频率移位。
这样，因为由HAPS10相对于分别存在于多个小区100A(1)、100A(2)的终端装置61(1)、61(2)的相对移动引起的接收信号的多普勒频移，在HAPS10的无线中继站110与终端装置61(1)、61(2)之间的无线通信中有可能发生通信质量的下降。
特别是，在图9的例子中，飞行中的HAPS10靠近的终端装置61(1)所在的小区100A(1)与HAPS10远离的终端装置61(2)所在的小区100A(2)是混杂在一起的。在像这样终端装置61相对于HAPS10的相对移动的方向和速度相互不同的多个小区混杂在一起的情况下，根据小区的不同，有时HAPS10相对于终端装置61的相对移动的速度会变大。另外，在HAPS10以高速飞行中时，HAPS10相对于终端装置61的相对移动的速度会变大。一般在作为移动通信系统的终端装置的移动台中存在校正机构，该校正机构使用来自基站的参考信号等，将由于多普勒现象而发生了移位后的频率作为新的频率的基准，由此对多普勒频移进行校正。但是，在HAPS10相对于终端装置61的相对速度大而多普勒频移(频率移位)太大的情况下，或者是在终端装置61与HAPS10的无线中继站110之间的服务链路的无线通信和HAPS10的无线中继站110与转发器母机(馈线站)71之间的馈线链路的无线通信中使用超过几十GHz的高频率的情况下，无法在终端装置61侧对多普勒频移进行完全校正。即，由于多普勒现象而发生的接收信号的频率的多普勒频移会比能校正的范围大，通信质量下降。另外，虽然通过上述终端装置中的校正机构，能克服下行链路的多普勒频移，但如前所述在上行链路中是以下行链路的频率为基准来发送，因此可能会在服务链路接收侧发生接近下行链路的2倍的频率移位。
另外，如图11所示，在形成上述多个小区100A(1)、100A(2)的HAPS10的无线中继站110接收来自多个终端装置61(1)、61(2)的信号912、922的上行链路中，可以考虑以在小区间使资源分配区域(频率：fSLu1、fSLu2)不重叠的方式进行协调调度。但是，即使进行这样的小区间的协调调度，也会由于因多普勒频移fd而发生的接收信号912’、922’的频率偏移(frequency offset)，导致在小区间原本完全正交的资源失去正交性，发生终端装置间(用户间)的干扰。处于由HAPS10形成的小区100A(1)、100A(2)的两端的终端装置(用户)61(1)、61(2)的频率移位量是正好相反的，因此，特别容易出现终端装置间(用户间)的载波干扰。一旦发生干扰，就难以将该干扰分离，因而会难以进行频率偏移的校正。
因此，在以下所示的各实施方式中，按HAPS10所形成的每个小区、按小区内的每个终端装置或者按每个终端组来推定多普勒频移，基于该推定结果对终端装置与HAPS之间的无线通信的频率进行校正，由此抑制了由HAPS相对于多个小区各自的终端装置的相对移动所引起的接收信号的多普勒频移导致的通信质量的下降。以下，在本实施方式中，将推定多普勒频移并基于该推定结果对终端装置与HAPS之间的无线通信的频率进行校正以抑制由多普勒频移导致的通信质量下降的控制也称为“多普勒频移校正控制”。
在一个实施方式中，关于HAPS10所形成的多个小区(三维小区)100A之中的每一个小区，对由HAPS10的移动导致的存在于小区的终端装置61与HAPS10的无线通信中的多普勒频移进行推定，关于多个小区100A之中的每一个小区，基于多普勒频移的推定结果对存在于多个小区100A的终端装置61与HAPS10之间的服务链路的无线通信的频率进行校正。例如，根据搭载有作为无线中继站110的转发器子机的HAPS10的移动方向和小区100A的配置，按每个小区100A推定多普勒频移的方向和大小，基于该多普勒频移的推定结果，按每个小区100A变更在HAPS10的转发器子机的服务链路发送点或服务链路接收点进行校正的频率的校正信息(频率偏移方向和大小)。根据本实施方式，即使在由HAPS10相对于终端装置61的相对移动所引起的接收信号的多普勒频移按每个小区100A不同的情况下，也能够抑制多个小区100A中的多普勒频移所导致的通信质量的下降。
此外，按每个上述小区100A进行的多普勒频移的推定和频率校正可以应用到HAPS10与终端装置61之间的服务链路中的下行链路信号和上行链路信号之中的任意一方，或者也可以应用到双方。另外，上述校正中使用的频率偏移(方向和大小)是按每个小区100A逐一设定。所以，上述频率偏移(方向和大小)例如可以是以小区100A的中心点为基准来决定。
在此，关于小区100A的中心点的定义，也可以是如图12A所示的那样基于转发器子机的3D小区形成天线部(以下也称为“天线”。)111的指向性图案111a和地图信息来推定小区100A的形状，所推定出的小区100A的形状中的几何中心值100C。
另外，也可以如图12B所示的那样，基于处在小区100A的管辖下的多个终端装置(用户)61(1)、61(2)的当前位置信息的统计指标值(例如基于GPS位置信息算出的x、y坐标的中央值)，对小区100A内的多个终端装置(用户)61(1)、61(2)的位置分布的中心值进行推定，以所推定出的多个终端装置(用户)的位置分布的中心值100C’为基准，决定上述频率偏移(方向和大小)。
在图12A的例子中，例如，使用设置于后述的转发器母机(馈线站)71等的推定部的内部所保持的地图信息、天线指向性图案数据以及HAPS10的GPS信息，对在地上或海上形成的小区100A的形状进行推定，算出所推定出的小区100A的形状中的几何中心值100C，将该中心值100C作为上述频率偏移的基准。
另外，在图12B的例子中，例如，将处于地上的终端装置61的GPS信息报告给服务器86，根据多个终端装置61(用户)的位置分布算出小区100A的有效的中心值100C’，将该有效的中心值100C’作为上述频率偏移的基准。
上述频率偏移例如也可以是如图13A和图13B所示的那样，基于来自各小区100A内的各终端装置61(用户)的上行链路的参考信号等(例如，图14的遵循LTE的规范的上行链路信号格式410中的PRACH、SRS、DMRS)、从GPS信息计算出的多普勒频移的统计指标(例如图13B中的CDF(累积分布函数)成为50％的多普勒频移的中央值)来决定。
上述频率偏移也可以是基于来自基站90的下行链路参考信号(例如，图15的下行链路信号格式400中的CRS)、从GPS信息计算出的多普勒频移的统计指标(例如多普勒频移的中央值)来决定。
另外，在如图16所示的那样HAPS10飞行时的时刻与飞行路线FR(位置信息)相关联的飞行计划(飞行安排)信息已预先设定好的情况下，也可以基于该飞行计划信息，进行上述多普勒频移的推定和上述频率的校正(例如上述频率偏移(方向和大小)的决定)。在此，上述多普勒频移的推定和频率校正(频率偏移的决定和应用)也可以是基于飞行计划信息和当前的时刻信息来算出。另外，在基于飞行计划信息的多普勒频移的推定和频率的校正的精度低的情况下，也可以与前述的基于参考信号、GPS位置信息的多普勒频移的推定和频率的校正进行组合。例如，将前述的基于参考信号、GPS位置信息的精度高的多普勒频移的推定和频率的校正在GPS信息的报告频度增加等不会成为问题的程度下按比较长的第一时间间隔来执行，将基于飞行计划信息的多普勒频移的推定和频率的校正按比第一时间间隔短的第二时间间隔来执行以进行填补。另外，基于飞行计划信息的多普勒频移的推定和频率的校正可以是以移动通信网80侧的服务器86为主导来进行，也可以在HAPS10内事先存储飞行计划信息而在HAPS10的内部自主进行。
另外，在另一实施方式中，关于存在于多个小区100A的多个终端装置61之中的每一个终端装置61，对终端装置61与HAPS10之间的无线通信中的多普勒频移进行推定，关于多个终端装置61(用户)之中的每一个终端装置61(用户)，基于多普勒频移的推定结果对终端装置61与HAPS10之间的无线通信的频率进行校正。根据本实施方式，即使在由HAPS10相对于终端装置61的相对移动所引起的接收信号的多普勒频移按小区内的每个终端装置61不同的情况下，也能够抑制各终端装置61中的多普勒频移所导致的通信质量的下降。
图17A和图17B是分别示出按每个终端装置进行的上行链路的资源分配控制和多普勒频移校正控制的一例的说明图。
在图17A的例子中，由前述的基站90(参照图9)关于来自多个终端装置61(1)、61(2)的上行链路的发送信号912、922如下进行资源分配控制：通过停止资源分配，自适应地在频率轴上设置规定宽度的保护载波fG以防止载波间干扰。在此，保护载波fG的宽度设定为如下程度：即使发生多普勒频移fd，来自各终端装置61(1)、61(2)的上行链路的发送信号912、922也不会相互重叠。
另外，在图17B的例子中，由基站90根据多普勒频移fd的方向自适应地进行资源分配控制，以使来自多个终端装置61(1)、61(2)的上行链路的发送信号912、922在频率轴上不会相互重叠。
此外，在图17A和图17B的每一个例子中，例如也可以由基站90按每个终端装置61(用户)，基于多普勒频移fd的推定结果而在与多普勒频移相反的方向上对上行链路的接收信号的频率进行校正。
在此，作为各个终端装置(用户)的多普勒频移推定方法，能够使用各种方法。例如，可以基于图14的上行链路格式中的随机接入信道(PRACH)、信道状态推定用信号(SRS)以及数据解调用的参考信号(DMRS)之中的至少一方，对各终端装置(用户)的多普勒频移进行推定。另外，也可以基于HAPS10和终端装置各自的位置信息或速度信息，对各终端装置(用户)的多普勒频移进行推定。另外，在各终端装置(用户)的多普勒频移的推定中，也可以使用HAPS10的飞行计划(飞行安排)信息。
另外，在再一实施方式中，关于将存在于多个小区100A的多个终端装置61进行分组而成的多个终端组之中的每一个终端组，对终端组所包含的终端装置61与HAPS10之间的无线通信中的多普勒频移进行推定，关于多个终端组之中的每一个终端组，基于多普勒频移的推定结果对终端组所包含的终端装置61与HAPS10之间的无线通信的频率进行校正。根据本实施方式，即使在由HAPS10相对于终端装置61的相对移动所引起的接收信号的多普勒频移按每个终端组不同的情况下，也能够抑制各终端组中的多普勒频移所导致的通信质量的下降。
在此，上述多个终端组例如是将存在于HAPS10所形成的小区100A的多个终端装置61(用户)根据终端装置61的多普勒频移的大小和方向之中的至少一方进行分组来设定。
另外，基于上述多普勒频移的推定结果的频率的校正可以是按每个特定的频率块来进行，也可以是将终端组按时间分割来进行。
另外，关于上述多个终端组，也可以按每个终端组来进行前述的图17A和图17B所例示的上行链路的资源分配控制和多普勒频移校正控制。
图18A是示出由HAPS10形成的多个小区100A与被分组成终端组的多个终端装置61的位置关系的一例的说明图，图18B是示出将图18A的多个终端装置61在时间轴上和频率轴上进行分组而成的终端组62的一例的说明图。
在图18A中，沿图中F方向飞行中的HAPS10的无线中继站110以其下方的地点(全部小区中心)为中心朝向地上形成了相互相邻的4个小区100A(1)～100A(4)。沿飞行方向F飞行中的HAPS10的无线中继站是正在接近位于该飞行方向F的下游侧的小区100A(1)内的终端装置61(1)和小区100A(3)内的终端装置61(3)的，因此，由于多普勒现象，在HAPS10与终端装置61(1)、61(3)之间进行收发的信号的频率向高频率侧移位。另一方面，HAPS10的无线中继站是正在远离位于该飞行方向F的上游侧的小区100A(2)内的终端装置61(2-2)和61(2-3)的，因此，由于多普勒现象，在HAPS10与终端装置61(2-2)、61(2-3)之间进行收发的信号的频率向低频率侧移位。另外，HAPS10相对于位于HAPS10的下方的全部小区中心近旁的小区100A(2)内的终端装置61(2-1)和小区100A(4)内的终端装置61(4)的相对移动速度大致为零，因此，多普勒频移的绝对量小。
图18A所示的多个终端装置例如是像图18B所示的那样以使推定出的多普勒频移的量及方向相似的终端装置(用户)彼此为一个组的方式被分组。在图18B的例子中，发生了往高频率侧的多普勒频移fd的终端装置61(1)和61(3)被分类为第一终端组G1。发生了往低频率侧的多普勒频移fd的终端装置61(2-2)和61(2-3)被分类为第二终端组G2。多普勒频移fd小的终端装置61(2-1)和61(4)被分类为第三终端组G3。即使如该第三终端组G3这样终端装置所在的小区是不同的，但只要是靠近全部小区的中心，多普勒频移fd就会小，因而也是能分组的。
对于第一终端组G1的终端装置61(1)和61(3)，由前述的基站90(参照图9)进行前述的用于防止载波间干扰的资源R(1)和R(3)的分配控制。另外，对于第二终端组G2的终端装置61(1)和61(3)，由基站90进行前述的用于防止载波间干扰的资源R(1)和R(3)的分配控制。另外，对于第三终端组G3的终端装置61(2-1)和61(4)，由基站90进行前述的用于防止载波间干扰的资源R(2-1)和R(4)的分配控制。
而且，在本例子中，关于发生了多普勒频移的第一终端组G1H和第二终端组G2，分别是按每个终端组并在相互不同的时间，基于多普勒频移fd的推定结果以使频率向与多普勒频移相反的方向偏移的方式进行校正。如该校正例所示，相比于将多普勒频移大且移位方向为相反方向的终端组彼此在相同时间进行复用而分别单独校正的情况，按每个终端组划分相互不同的独立的时间而汇总校正是更为高效的。
图19A和图19B是示出本实施方式所涉及的通信系统的转发器母机(馈线站)71和转发器子机(HAPS10的无线中继站)150中的频率转换的一例的说明图。在图19A和图19B中，示出了作为HAPS10的无线中继站的转发器子机150形成3个小区100A(1)～100A(3)的例子，但转发器子机150形成的小区的数量也可以是2个小区，还可以是4个小区以上。
在图19A和图19B中，地上的转发器母机71在从基站90接收到向各小区100A(1)～100A(3)的终端装置61(1)～61(3)发送的频率fSL的发送信号S1～S3时，为了使各信号在馈线链路中不相互干扰，而将各信号的频率转换为相互不同的频率fFL1、fFL2、fFL3。转发器母机71将频率转换后的馈线链路的频率fFL1～fFL3的发送信号S1’～S3’从天线71a朝向HAPS10进行发送。HAPS10的转发器子机150在经由馈送用天线部113从转发器母机71接收到馈线链路的频率fFL1～fFL3的发送信号S1’～S3’时，将各信号的频率fFL1、fFL2、fFL3转换为原来的频率fSL。转发器子机150将频率转换后的服务链路的频率fSL的发送信号S1～S3从3D小区形成天线部111朝向小区100A(1)～100A(3)的终端装置61(1)～61(3)进行发送。
图20是示出本实施方式所涉及的进行多普勒频移校正控制的通信系统的构成的一例的框图。图21是示出图20的多普勒频移校正控制的一例的流程图。图20和图21的例子是进行如下多普勒频移校正控制的例子：作为HAPS10的无线中继站的转发器子机150推定服务链路的多普勒频移，基于该多普勒频移的推定结果对下行链路信号和上行链路信号之中的至少一方的频率进行校正。
在图20中，转发器子机150具备下行链路输入部151、频率转换部152、下行链路输出部153、上行链路输入部154、频率转换部155、上行链路输出部156、以及控制各部的控制部157。下行链路输入部151、频率转换部152以及下行链路输出部153对遵循LTE的下行链路信号进行中继，上行链路输入部154、频率转换部155以及上行链路输出部156对遵循LTE的上行链路信号进行中继。另外，转发器子机150具备下行链路监测部158，下行链路监测部158对服务链路侧的下行链路输出部中的中继对象的下行链路信号进行监测，并作为基于该下行链路信号的频率对馈线链路的多普勒频移进行推定的推定部发挥功能。下行链路输入部151、下行链路输出部153、上行链路输入部154以及上行链路输出部156分别具有将规定频率的中继对象信号放大至规定的电平的放大器功能。馈线链路侧的下行链路输入部151和上行链路输出部156连接于馈送用天线部。服务链路侧的下行链路输出部153和上行链路输入部154连接于能应对由HAPS10形成的多个小区的D小区形成天线部。
转发器母机71具备下行链路输入部711、频率转换部712、下行链路输出部713、上行链路输入部714、频率转换部715、上行链路输出部716、以及控制各部的控制部717。下行链路输入部711、频率转换部712以及下行链路输出部713对遵循LTE的下行链路信号进行中继，上行链路输入部714、频率转换部715以及上行链路输出部716对遵循LTE的上行链路信号进行中继。下行链路输入部711、下行链路输出部713、上行链路输入部714以及上行链路输出部176分别具有将规定频率的中继对象信号放大至规定的电平的放大器功能。馈线链路侧的下行链路输出部713和上行链路输入部714连接于馈线链路天线部，基站侧的下行链路输入部711和上行链路输出部176连接于用以与基站进行通信的通信接口部。
转发器子机150的下行链路监测部158接收下行链路输出部153中的下行链路信号，对馈线链路的多普勒频移(移位方向和移位量)进行推定(图21的S101)，并将该推定结果送到控制部157。收到多普勒频移的推定结果的控制部157以如下方式进行控制：基于多普勒频移的推定结果，决定应用到馈线链路的下行链路信号和上行链路信号之中的至少一方的频率偏移(偏移的方向和大小)，并将包含该频率偏移的校正信息通知给转发器母机71(图21的S102)。校正信息的频率偏移是用于进行使在馈线链路中收发的下行链路信号和上行链路信号各自的频率向与推定出的多普勒频移相反的方向移位的校正的信息。转发器子机150可以将校正信息作为上行链路信号经由馈线链路向转发器母机71进行通知，也可以使用专用的独立线路(独立链路)进行通知。转发器母机71的控制部717以基于从转发器子机150接收到的校正信息将上述频率偏移应用到馈线链路的下行链路信号的频率fFL1、fFL2、…来进行校正的方式控制下行链路输出部713(图21的S103)。另外，转发器母机71的控制部717以基于从转发器子机150接收到的校正信息将上述频率偏移应用到馈线链路的上行链路信号的频率fFL1、fFL2、…来进行校正的方式控制上行链路输入部714(图21的S103)。
此外，在图20和图21中，也可以不将包含上述频率偏移的校正信息从转发器子机150通知给转发器母机71，而是由转发器子机150对馈线链路的多普勒频移进行校正。例如，转发器子机150的控制部157也可以是以将上述频率偏移应用到馈线链路的下行链路信号的频率fFL1、fFL2、…来进行校正的方式控制下行链路输入部151。另外，控制部157也可以是以将上述频率偏移应用到馈线链路的上行链路信号的频率fFL1、fFL2、…来进行校正的方式控制上行链路输出部156。
另外，在图20和图21中，上述频率偏移的决定也可以不是由转发器子机150的下行链路监测部158来进行，而是由进行上述多普勒频移的校正的转发器母机71的下行链路输出部713和上行链路输入部714、以及转发器子机150的下行链路输入部151和上行链路输出部156之中的至少一方来进行。
另外，在图20和图21中，使用了上述频率偏移的频率校正也可以不是通过控制部157、717，而是由转发器母机71的下行链路输出部713和上行链路输入部714、以及转发器子机150的下行链路输入部151和上行链路输出部156之中的至少一方基于来自下行链路监测部158的推定结果来进行。
另外，在图20和图21中，上述馈线链路中的多普勒频移的推定也可以不是由转发器子机150，而是由转发器母机71来进行。例如，也可以在转发器母机71设置接收上行链路输入部714中的上行链路信号并对多普勒频移(移位方向和移位量)进行推定的上行链路监测部，基于该上行链路监测部的多普勒频移的推定结果对馈线链路的多普勒频移进行校正。
图22是示出本实施方式所涉及的进行多普勒频移校正控制的通信系统的构成的另一例的框图。图23是示出图22的多普勒频移校正控制的一例的流程图。图22和图23的例子是进行如下多普勒频移校正控制的例子：基于作为搭载转发器子机150的HAPS10、终端装置61以及地上的转发器母机71各自的当前位置信息的GPS信息，对服务链路和馈线链路的多普勒频移进行推定，转发器子机150和地上的转发器母机71基于多普勒频移的推定结果对下行链路信号和上行链路信号的频率进行校正。此外，在图22中，关于与前述的图20共同的部分省略说明。
在图22中，转发器母机71和转发器子机150不是分别具备下行链路监测部158，而是分别具备从服务器等取得GPS信息的信息取得部718、159。信息取得部718、159例如可以使用控制用通信终端装置(例如，遵循LTE、5G的规范的移动通信终端模块)来构成。服务器经由核心网络等收集从终端装置61、HAPS10以及转发器母机71各自报告的GPS信息。
例如，转发器子机150的信息取得部159从服务器等取得GPS信息并将其送到控制部157。控制部157基于从信息取得部159收到的GPS信息，对终端装置61(用户)的分布进行推定，或者对服务链路中的每个小区、每个终端装置或每个终端组的多普勒频移(移位方向和移位量)进行推定(图23的S201、S202)。控制部157基于多普勒频移的推定结果，按每个小区、按每个终端装置或者按每个终端组来决定应用到服务链路的下行链路信号和上行链路信号之中的至少一方的频率偏移(偏移的方向和大小)(图23的S203)。进而，控制部157以按每个小区、按每个终端装置或者按每个终端组将上述频率偏移应用到服务链路的下行链路信号的频率fSL来进行校正的方式控制下行链路输出部153(图23的S204)。另外，控制部157以按每个小区、按每个终端装置或者按每个终端组将上述频率偏移应用到服务链路的上行链路信号的频率fSL来进行校正的方式控制上行链路输入部154(图23的S204)。
另外，例如也可以是，转发器子机150基于从服务器等取得的GPS信息，进行馈线链路的下行链路信号和上行链路信号的多普勒频移校正。转发器子机150的控制部157基于从信息取得部159收到的GPS信息，对馈线链路中的多普勒频移(移位方向和移位量)进行推定(图23的S201、S202)。控制部157基于多普勒频移的推定结果，决定应用到馈线链路的下行链路信号和上行链路信号之中的至少一方的频率偏移(偏移的方向和大小)(图23的S203)。进而，控制部157以将上述频率偏移应用到馈线链路的下行链路信号的频率fFL1、fFL2、…来进行校正的方式控制下行链路输入部151(图23的S204)。另外，控制部157以将上述频率偏移应用到馈线链路的上行链路信号的频率fFL1、fFL2、…来进行校正的方式控制上行链路输出部156(图23的S204)。
另外，例如也可以是，转发器母机71基于从服务器等取得的GPS信息，进行馈线链路的下行链路信号和上行链路信号的多普勒频移校正。转发器母机71的信息取得部718从服务器等取得GPS信息并将其送到控制部717。控制部717基于从信息取得部718收到的GPS信息，对馈线链路中的多普勒频移(移位方向和移位量)进行推定(图23的S201、S202)。控制部717基于多普勒频移的推定结果，决定应用到馈线链路的下行链路信号和上行链路信号之中的至少一方的频率偏移(偏移的方向和大小)(图23的S203)。进而，控制部717以将上述频率偏移应用到馈线链路的下行链路信号的频率fFL1、fFL2、…来进行校正的方式控制下行链路输出部713(图23的S204)。另外，控制部717以将上述频率偏移应用到馈线链路的上行链路信号的频率fFL1、fFL2、…来进行校正的方式控制上行链路输入部714(图23的S204)。上述信息的取得例如经由以太网(注册商标)等专用的链路线路(通信接口)来进行。
另外，在图22和图23中，上述频率偏移也可以不是由转发器子机150、转发器母机71决定，而是由上述服务器决定并通知给转发器子机150、转发器母机71。
图24是示出本实施方式所涉及的进行多普勒频移校正控制的通信系统的构成的再一例的框图。图25是示出图24的多普勒频移校正控制的一例的流程图。图24和图25的例子是进行如下多普勒频移校正控制的例子：基于搭载转发器子机150的HAPS10的飞行计划(飞行安排)信息和当前时刻信息，对馈线链路和服务链路的多普勒频移进行推定，基于该多普勒频移的推定结果对下行链路信号和上行链路信号的频率进行校正。此外，在图24中，关于与前述的图19A、图19B以及图22共同的部分省略说明。
在图24中，转发器母机71和转发器子机150不是分别具备下行链路监测部158，而是分别具备从服务器等取得HAPS10的飞行计划(飞行安排)信息的信息取得部718、159。服务器经由核心网络等收集HAPS10的飞行计划(飞行安排)信息。
例如，转发器子机150的信息取得部159从服务器等取得飞行计划信息并将其送到控制部157。控制部157基于该飞行计划信息和当前时刻信息，对服务链路中的每个小区、每个终端装置或每个终端组的多普勒频移(移位方向和移位量)进行推定(图25的S301、S302)。控制部157基于多普勒频移的推定结果，按每个小区、按每个终端装置或者按每个终端组来决定应用到服务链路的下行链路信号和上行链路信号之中的至少一方的频率偏移(偏移的方向和大小)(图25的S303)。进而，控制部157以按每个小区、按每个终端装置或者按每个终端组将上述频率偏移应用到服务链路的下行链路信号的频率fSL来进行校正的方式控制下行链路输出部153(图25的S304)。另外，控制部157以按每个小区、按每个终端装置或者按每个终端组将上述频率偏移应用到服务链路的上行链路信号的频率fSL来进行校正的方式控制上行链路输入部154(图25的S304)。
另外，例如也可以是，转发器子机150基于从服务器等取得的飞行计划信息，进行馈线链路的下行链路信号和上行链路信号的多普勒频移校正。转发器子机150的控制部157基于从信息取得部159收到的飞行计划信息和当前时刻信息，对馈线链路中的多普勒频移(移位方向和移位量)进行推定(图23的S201、S202)。控制部157基于多普勒频移的推定结果，决定应用到馈线链路的下行链路信号和上行链路信号之中的至少一方的频率偏移(偏移的方向和大小)(图23的S203)。进而，控制部157以将上述频率偏移应用到馈线链路的下行链路信号的频率fFL1、fFL2、…来进行校正的方式控制下行链路输入部151(图23的S204)。另外，控制部157以将上述频率偏移应用到馈线链路的上行链路信号的频率fFL1、fFL2、…来进行校正的方式控制上行链路输出部156(图23的S204)。
另外，例如也可以是，转发器母机71基于从服务器等取得的飞行计划信息，进行馈线链路的下行链路信号和上行链路信号的多普勒频移校正。转发器母机71的信息取得部718从服务器等取得飞行计划信息并将其送到控制部717。控制部717基于从信息取得部718收到的飞行计划信息和当前时刻信息，对馈线链路中的多普勒频移(移位方向和移位量)进行推定(图23的S201、S202)。控制部717基于多普勒频移的推定结果，决定应用到馈线链路的下行链路信号和上行链路信号之中的至少一方的频率偏移(偏移的方向和大小)(图23的S203)。进而，控制部717以将上述频率偏移应用到馈线链路的下行链路信号的频率fFL1、fFL2、…来进行校正的方式控制下行链路输出部713(图23的S204)。另外，控制部717以将上述频率偏移应用到馈线链路的上行链路信号的频率fFL1、fFL2、…来进行校正的方式控制上行链路输入部714(图23的S204)。
此外，在图24和图25中，上述频率偏移也可以不是由转发器子机150、转发器母机71决定，而是由上述服务器决定并通知给转发器子机150、转发器母机71。
另外，在上述图19A和图19B～图24的例子中，说明了设置于上空的HAPS的无线中继站为转发器子机的情况，但设置于上空的HAPS的无线中继站也可以是移动通信系统的基站(例如LTE的eNodeB)。
此外，本说明书中说明的处理工序以及HAPS10、20等通信中继装置的无线中继站、馈线站、远程控制装置、服务器、终端装置(用户装置、移动台、通信终端)和基站中的基站装置的构成要素能够通过各种各样的手段来实现。例如，这些工序和构成要素可以通过硬件、固件、软件或者它们的组合来实现。
关于硬件实现，在实体(例如，无线中继站、馈线站、基站装置、无线中继站装置、终端装置(用户装置、移动台、通信终端)、远程控制装置、服务器、硬盘驱动器装置或光盘驱动器装置)中为了实现上述工序和构成要素而使用的处理单元等手段可以在1个或者多个特定用途IC(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子设备、设计成执行本说明书中说明的功能的其它电子单元、计算机或者它们的组合之中实现。
另外，关于固件和/或软件实现，为了实现上述构成要素而使用的处理单元等手段可以由执行本说明书中说明的功能的程序(例如，过程(Procedure)、函数、模块、指令等的代码)来实现。一般而言，有形地体现固件和/或软件的代码的任意的计算机/处理器可读取的介质也可以用于为了实现本说明书中说明的上述工序和构成要素而使用的处理单元等手段的实现。例如，固件和/或软件代码也可以在例如控制装置中、存储于存储器，由计算机、处理器来执行。该存储器可以实现在计算机、处理器的内部，或者也可以实现在处理器的外部。另外，固件和/或软件代码例如也可以存储在如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、可编程只读存储器(PROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、闪存、软(注册商标)盘、光盘(CD)、数字多功能磁盘(DVD)、磁或光数据存储装置等这样的计算机、处理器可读取的介质中。该代码可以由1个或者多个计算机、处理器执行，另外，也可以使计算机、处理器执行本说明书中说明的功能性的某一方面。
另外，上述介质也可以是非暂时性的记录介质。另外，上述程序的代码只要能由计算机、处理器、或者其它设备或装置机器读入并执行即可，其形式不限于特定的形式。例如，上述程序的代码可以是源代码、目标代码以及二进制代码之中的任意一种代码，另外，也可以是这些代码之中的2种以上混杂在一起。
另外，本说明书中公开的实施方式的说明是为了使本领域技术人员能制造或者使用本发明而提供的。对本领域技术人员而言，对本发明的各种各样的修正是显而易见的，本说明书中定义的一般性原理无需脱离本发明的宗旨或者范围就能应用于其它变型。因此，本发明不限于本说明书中说明的例子和设计，应认为其范围是与本说明书中公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
附图标记说明
10 HAPS(太阳能飞机类型)
20 HAPS(飞艇类型)
40 小区形成目标空域
41、42、43 三维小区
50 HAP所在的空域
60 无人机
61 终端装置
61(1)～61(4) 终端装置
61(2-1)～61(2-3) 终端装置
62H、62L、62M 终端组
65 飞机
70 馈线站
71 转发器母机
72 人造卫星
80 移动通信网
80a 核心网络
85 远程控制装置(管制中心)
86 服务器
90 基站(eNodeB)
100、200、300 波束
100A、100A(1)～100A(4) 小区
110、210 无线中继站
111 3D小区形成天线部
113 馈送用天线部
150 转发器子机(无线中继站)
151 下行链路输入部
152 频率转换部
153 下行链路输出部
154 上行链路输入部
155 频率转换部
156 上行链路输出部
157 控制部
158 下行链路监测部
159 信息取得部
711 下行链路输入部
712 频率转换部
713 下行链路输出部
714 上行链路输入部
715 频率转换部
716 上行链路输出部
717 控制部
718 信息取得部。

Claims (29)

1.一种通信系统，具备移动型的无线中继装置，上述无线中继装置被设置为能在上空飞行移动，从规定高度的天线朝向地上或海上形成多个小区而与存在于上述多个小区之中的每一个小区的终端装置进行无线通信，上述通信系统的特征在于，具备：
推定部，其对存在于上述小区的终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的无线通信和上述无线中继装置与地上或海上的馈线站之间的馈线链路的无线通信之中的至少一种无线通信中的多普勒频移进行推定；以及
校正部，其基于上述多普勒频移的推定结果对上述至少一种无线通信的频率进行校正。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，
上述推定部或上述校正部基于上述多普勒频移的推定结果，决定针对上述馈线链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率偏移，
上述校正部将上述频率偏移应用到上述无线通信的频率。
3.根据权利要求2所述的通信系统，其特征在于，
上述校正部设置于上述馈线站或上述无线中继装置。
4.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，
上述推定部或上述校正部基于上述多普勒频移的推定结果，按每个上述小区决定针对上述服务链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率偏移，
上述校正部按每个上述小区将上述频率偏移应用到上述无线通信的频率。
5.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，
上述推定部或上述校正部决定针对上述馈线链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率偏移，并按每个上述小区决定针对上述服务链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率偏移，
上述校正部将上述馈线链路的频率偏移应用到上述馈线链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率，并按每个上述小区将上述服务链路的频率偏移应用到上述服务链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率。
6.根据权利要求4或5所述的通信系统，其特征在于，
上述校正部设置于上述无线中继装置。
7.根据权利要求1、4、5及6中的任意一项所述的通信系统，其特征在于，
上述推定部基于地图信息、以及上述无线中继装置的天线指向性图案来推定上述小区的形状，关于所推定出的小区的形状中的几何中心点来推定上述服务链路的多普勒频移，
上述校正部基于关于上述小区的几何中心点推定出的上述服务链路的多普勒频移的推定结果，对存在于上述小区的终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路中的无线通信的频率进行校正。
8.根据权利要求1、4、5及6中的任意一项所述的通信系统，其特征在于，
上述推定部基于上述小区中的多个终端装置的当前位置信息的统计指标值来推定上述小区内的上述多个终端装置的位置分布的中心值，关于所推定出的上述多个终端装置的位置分布的中心值来推定上述服务链路的多普勒频移，
上述校正部基于关于上述小区中的多个终端装置的位置分布的中心值推定出的上述服务链路的多普勒频移的推定结果，对存在于上述小区的终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路中的无线通信的频率进行校正。
9.根据权利要求1、4、5及6中的任意一项所述的通信系统，其特征在于，
上述推定部关于存在于上述小区的多个终端装置之中的每一个终端装置，基于从上述终端装置发送的上行链路参考信号来推定上述服务链路的多普勒频移，
上述校正部基于关于上述多个终端装置推定出的上述服务链路的多普勒频移的推定值的统计指标值，对存在于上述小区的终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路中的无线通信的频率进行校正。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的通信系统，其特征在于，
上述推定部基于关于上述无线中继装置预先定好的飞行计划信息，对上述服务链路的无线通信和上述馈线链路的无线通信之中的至少一种无线通信中的多普勒频移进行推定。
11.一种通信系统，具备无线中继装置，上述无线中继装置从规定高度的天线朝向地上或海上形成多个小区而与存在于上述多个小区之中的每一个小区的终端装置进行无线通信，上述通信系统的特征在于，具备：
推定部，其关于存在于上述多个小区的多个终端装置之中的每一个终端装置，对上述终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的无线通信中的多普勒频移进行推定；以及
校正部，其关于上述多个终端装置之中的每一个终端装置，基于上述多普勒频移的推定结果对上述终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的无线通信的频率进行校正。
12.根据权利要求11所述的通信系统，其特征在于，
上述校正部基于上述多普勒频移的推定结果，以在上述多个终端装置之间使上行链路的信号不会由于上述多普勒频移而在频率轴上相互干扰的方式决定上述终端装置的上行链路的资源分配。
13.根据权利要求11或12所述的通信系统，其特征在于，
上述推定部或上述校正部基于上述多普勒频移的推定结果，决定针对上述终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的上行链路的无线通信的频率偏移，
上述校正部将上述频率偏移应用到上述上行链路的无线通信的频率。
14.一种通信系统，具备无线中继装置，上述无线中继装置从规定高度的天线朝向地上或海上形成多个小区而与存在于上述多个小区之中的每一个小区的终端装置进行无线通信，上述通信系统的特征在于，具备：
推定部，其关于存在于上述多个小区的多个终端装置之中的每一个终端装置，对上述终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的无线通信中的多普勒频移进行推定，根据各终端装置的多普勒频移的移位量和移位方向将上述多个终端装置进行分组；以及
校正部，其关于上述多个终端组之中的每一个终端组，基于上述多普勒频移的推定结果，按每个上述终端组对上述终端组所包含的终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的无线通信的频率进行校正。
15.根据权利要求14所述的通信系统，其特征在于，
上述校正部基于上述多普勒频移的推定结果，以在上述多个终端组之间使上行链路的信号不会由于上述多普勒频移而在频率轴上相互干扰的方式决定从上述终端组的终端装置的上行链路的资源分配。
16.根据权利要求14或15所述的通信系统，其特征在于，
上述推定部或上述校正部基于上述多普勒频移的推定结果，决定针对上述终端组的终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的上行链路的无线通信的频率偏移，
上述校正部按每个上述终端组将上述频率偏移应用到上述上行链路的无线通信的频率。
17.根据权利要求11至16中的任意一项所述的通信系统，其特征在于，
上述推定部基于关于上述无线中继装置预先定好的飞行计划信息，对上述终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的无线通信中的多普勒频移进行推定。
18.根据权利要求11至17中的任意一项所述的通信系统，其特征在于，
上述校正部设置于上述无线中继装置。
19.根据权利要求11至18中的任意一项所述的通信系统，其特征在于，
上述无线中继装置是被设置为能在上空飞行移动的无线中继装置。
20.根据权利要求1至19中的任意一项所述的通信系统，其特征在于，
上述推定部基于经由上述无线中继装置发送到上述终端装置的下行链路信号的频率移位的信息、形成上述小区的天线指向性的信息、从上述终端装置经由上述无线中继装置发送的上行链路信号的频率移位的信息、上述无线中继装置的位置信息的时间变化的信息、以及关于上述无线中继装置预先定好的飞行计划信息之中的至少一种信息，对上述多普勒频移进行推定。
21.根据权利要求1至20中的任意一项所述的通信系统，其特征在于，
上述无线中继装置是与连接于移动通信的基站的地上或海上的转发器母机进行无线通信的转发器子机，
上述推定部和上述校正部分别设置于上述地上或海上的转发器母机、上述转发器子机或上述基站。
22.根据权利要求1至21中的任意一项所述的通信系统，其特征在于，
上述无线中继装置是移动体通信的基站，
上述推定部和上述校正部分别设置于上述基站。
23.一种无线中继装置，是移动型的无线中继装置，被设置为能在上空飞行移动，从规定高度的天线朝向地上或海上形成多个小区而与存在于上述多个小区之中的每一个小区的终端装置进行无线通信，上述无线中继装置的特征在于，具备：
推定部，其对存在于上述小区的终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的无线通信和上述无线中继装置与地上或海上的馈线站之间的馈线链路的无线通信之中的至少一种无线通信中的多普勒频移进行推定；以及
校正部，其基于上述多普勒频移的推定结果对上述至少一种无线通信的频率进行校正。
24.根据权利要求23所述的无线中继装置，其特征在于，
上述推定部或上述校正部基于上述多普勒频移的推定结果，决定针对上述馈线链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率偏移，
上述校正部将上述频率偏移应用到上述无线通信的频率。
25.根据权利要求23所述的无线中继装置，其特征在于，
上述推定部或上述校正部基于上述多普勒频移的推定结果，按每个上述小区决定针对上述服务链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率偏移，
上述校正部按每个上述小区将上述频率偏移应用到上述无线通信的频率。
26.根据权利要求23所述的无线中继装置，其特征在于，
上述推定部或上述校正部决定针对上述馈线链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率偏移，并按每个上述小区决定针对上述服务链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率偏移，
上述校正部将上述馈线链路的频率偏移应用到上述馈线链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率，并按每个上述小区将上述服务链路的频率偏移应用到上述服务链路的上行链路和下行链路之中的至少一个链路的无线通信的频率。
27.一种无线中继装置，是从规定高度的天线朝向地上或海上形成多个小区而与存在于上述多个小区之中的每一个小区的终端装置进行无线通信的无线中继装置，其特征在于，具备：
推定部，其关于存在于上述多个小区的多个终端装置之中的每一个终端装置，对上述终端装置与上述无线中继装置之间的无线通信中的多普勒频移进行推定；以及
校正部，其关于上述多个终端装置之中的每一个终端装置，基于上述多普勒频移的推定结果对上述终端装置与上述无线中继装置之间的无线通信的频率进行校正。
28.一种无线中继装置，是从规定高度的天线朝向地上或海上形成多个小区而与存在于上述多个小区之中的每一个小区的终端装置进行无线通信的无线中继装置，其特征在于，具备：
推定部，其关于存在于上述多个小区的多个终端装置之中的每一个终端装置，对上述终端装置与上述无线中继装置之间的服务链路的无线通信中的多普勒频移进行推定，根据各终端装置的多普勒频移的移位量和移位方向将上述多个终端装置进行分组；以及
校正部，其关于上述多个终端组之中的每一个终端组，基于上述多普勒频移的推定结果，按每个上述终端组对上述终端组所包含的终端装置与上述无线中继装置之间的无线通信的频率进行校正。
29.根据权利要求23至28中的任意一项所述的无线中继装置，其特征在于，
设置于能在上空飞行移动的飞行体。
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