JP2018148335A - Radio base station, radio communications system, and control method and control program of radio base station - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a technique for correcting a Doppler shift caused by movement of a wireless mobile station in a wireless communication system.
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。 Due to the development of wireless communication technology such as LTE, a wireless terminal (wireless mobile station) can communicate with a wireless base station even during high-speed movement by a high-speed moving body such as a bullet train.
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。 However, in a radio terminal moving at high speed, the frequency of uplink and downlink radio signals change (Doppler shift) due to the Doppler effect, so that the communication performance deteriorates.
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。 An example of a technique for correcting the Doppler shift is disclosed in Patent Document 1. The mobile communication system of Patent Literature 1 includes a base station device (wireless base station) and a mobile station device (wireless terminal). The base station apparatus includes a phase error detection unit and a phase error rotation unit. The phase error detection unit detects a phase error caused by the Doppler shift in the received wave from each mobile station device. Based on the phase error detected by the phase error detection unit, the phase error rotation unit transmits a transmission symbol in the baseband region so that the Doppler shift generated in the downlink from the base station device to each mobile station device is canceled. Rotate the phase. As a result of the above configuration, in the mobile communication system of Patent Document 1, the base station apparatus controls the frequency of the transmission signal from the base station apparatus so that the Doppler shift for each mobile station apparatus is canceled.
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。 In the mobile communication system of Patent Document 1, the base station apparatus performs Doppler shift correction for each mobile station apparatus using a baseband processing unit. However, when the amount of Doppler shift increases, the load on the Doppler shift correction in the baseband processing unit increases. As the number of wireless terminals moving at high speed increases, the number of terminals that support Doppler shift correction in the baseband processing unit also increases, and accordingly, the load on Doppler shift correction in the baseband processing unit increases. . That is, in the mobile communication system of Patent Document 1, when the number of mobile station devices moving at high speed increases, Doppler shift correction in the baseband processing unit of the base station device due to Doppler shift correction in the base station device is performed. There is a problem that this load increases.
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。 When a large number of wireless terminals exist inside a mobile body that moves at high speed, such as a Shinkansen, the load caused by Doppler shift correction in the wireless base station is particularly large.
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。 The wireless communication system of Patent Literature 2 includes a wireless base station, a user terminal (wireless terminal), and a joint reception device, and the wireless base station follows the movement of the user terminal using beamforming. The user terminal and the joint reception device exist inside the mobile body. The user terminal transfers the signal received from the radio base station to the joint reception device. Then, the joint reception apparatus performs signal detection processing on the signal transferred from the user terminal, and returns the result of the signal detection processing to the user terminal. The user terminal acquires data by demodulating the result of the signal detection process returned from the joint reception device. As a result of the above configuration, the wireless communication system of Patent Document 2 suppresses inter-terminal interference caused by an increase in the number of moving user terminals and suppresses a decrease in communication performance.
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。 An example of the beam forming technique is disclosed in Patent Document 3. In Patent Document 3, beam forming is realized using a phased array antenna.
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。 However, in the wireless communication system of Patent Document 2, it is necessary to install a joint receiving device for each mobile body, and since the signal is exchanged and optimized between the joint receiving device and the user terminal, the processing becomes complicated. As the load increases, the configuration is not cheap.
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。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and a main object of the present invention is to inexpensively suppress the load on the baseband processing unit related to the Doppler shift correction generated between the mobile terminal and the mobile terminal that moves at high speed. And
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。 In one aspect of the present invention, a radio base station receives a downlink signal at a terminal-side reception frequency and transmits an uplink signal at a terminal-side transmission frequency via the terminal-side antenna and the terminal-side antenna. The terminal-side antenna is stationary with respect to the base-station-side antenna via a plurality of wireless terminals that can be moved by a certain high-speed moving body, the base-station-side antenna, and the base-station-side antenna A base station that transmits a downlink signal at a base station side transmission frequency equal to the terminal side reception frequency when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna. A radio base station having a certain cell including a part of a moving path of a certain high-speed moving body. A mobile base station included in the wire communication system, further comprising a moving speed calculation means for generating moving speed information representing a moving speed and direction of a certain terminal among the plurality of wireless terminals at the present time with respect to the base station side antenna. The base station side wireless communication means uniformly applies to all terminals existing in a certain cell among a plurality of wireless terminals based on the movement speed information when a certain terminal exists in a certain cell. A downlink shift frequency obtained by subtracting a downlink reference frequency of a downlink signal from a downlink signal frequency whose downlink reference frequency has changed due to Doppler shift accompanying movement of a certain terminal with respect to the base station side antenna, and an uplink reference frequency of the uplink signal, Calculate the upstream shift frequency subtracted from the upstream signal frequency whose upstream reference frequency has changed due to the shift, and calculate the downstream downstream frequency and the upstream And a Doppler shift correction means for correcting the variation of the frequency due to the Doppler shift on the basis of the transition frequency.
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。 In one embodiment of the present invention, a wireless communication system receives a downlink signal at a terminal-side reception frequency and transmits an uplink signal at a terminal-side transmission frequency via the terminal-side antenna and the terminal-side antenna. The terminal-side antenna is stationary with respect to the base-station-side antenna via a plurality of wireless terminals that can be moved by a certain high-speed moving body, the base-station-side antenna, and the base-station-side antenna A base station that transmits a downlink signal at a base station side transmission frequency equal to the terminal side reception frequency when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna. A base station side wireless communication means for receiving an uplink signal at a side reception frequency, and a radio base station having a certain cell including a part of a moving path of a certain high-speed moving body In the wireless communication system, the wireless base station further includes a moving speed calculation unit that generates moving speed information indicating a moving speed and a direction of a terminal of the plurality of wireless terminals with respect to the base station side antenna at the present time. The base station side wireless communication means uniformly applies to all terminals existing in a certain cell among a plurality of wireless terminals based on the movement speed information when a certain terminal exists in a certain cell. A downlink shift frequency obtained by subtracting a downlink reference frequency of a downlink signal from a downlink signal frequency whose downlink reference frequency has changed due to Doppler shift accompanying movement of a certain terminal with respect to the base station side antenna, and an uplink reference frequency of the uplink signal, Calculate the upstream shift frequency subtracted from the upstream signal frequency whose upstream reference frequency has changed due to the shift, and calculate the downstream downstream frequency and the upstream And a Doppler shift correction for correcting the variation of the frequency due to the Doppler shift on the basis of the transition frequency.
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。 In one aspect of the present invention, a control method includes: a terminal-side antenna; and a terminal-side wireless communication unit that receives a downlink signal at a terminal-side reception frequency and transmits an uplink signal at a terminal-side transmission frequency via the terminal-side antenna A plurality of wireless terminals that are likely to be moved by a high-speed moving body, a base station antenna, and a base station antenna, the terminal antenna is stationary with respect to the base station antenna. The base station side transmits the downlink signal at the base station side transmission frequency, which is equal to the terminal side reception frequency, and is equal to the terminal side transmission frequency when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna. A wireless base station having a certain cell including a part of a moving path of a certain high-speed moving body. A wireless base station control method included in a communication system, comprising: a wireless base station that obtains moving speed information representing a moving speed and direction of a certain terminal among a plurality of wireless terminals at a current time relative to a base station side antenna; Generated by the base station side wireless communication means, when a certain terminal exists in a certain cell, based on the moving speed information, uniformly for all terminals present in the certain cell among the plurality of wireless terminals. In addition, the downlink reference frequency of the downlink signal, the downlink shift frequency obtained by subtracting the downlink reference frequency from which the downlink reference frequency has changed due to the Doppler shift accompanying the movement of a certain terminal with respect to the base station side antenna, and the uplink reference frequency of the uplink signal, Calculate the upshift frequency subtracted from the frequency of the upstream signal whose upstream reference frequency has changed due to Doppler shift. To correct for changes in frequency due to the Doppler shift based on the uplink transition frequency.
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。 In one aspect of the present invention, a radio base station control program or a recording medium storing such a control program receives a downlink signal at a terminal-side reception frequency via a terminal-side antenna and a terminal-side antenna, Terminal-side radio communication means for transmitting an uplink signal at a terminal-side transmission frequency, via a plurality of radio terminals that have the possibility of being moved by a certain high-speed moving body, a base station-side antenna, and a base station-side antenna When the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna, the downlink signal is transmitted at the base station side transmission frequency equal to the terminal side reception frequency, and the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna. The base station side radio communication means for receiving the uplink signal at the base station side reception frequency, which is equal to the terminal side transmission frequency. A base station of a terminal of a plurality of wireless terminals at the present time is included in a computer included in a wireless base station included in a wireless communication system including a wireless base station having a certain cell including a part of the moving path When a certain terminal exists in a certain cell by the moving speed calculation processing for generating moving speed information representing the moving speed and direction with respect to the side antenna and the base station side wireless communication means, a plurality of Downlink signal in which the downlink reference frequency of the downlink signal is uniformly changed for all terminals existing in a cell among the radio terminals, and the downlink reference frequency is changed by Doppler shift accompanying the movement of the certain terminal with respect to the base station side antenna. Upstream signal whose upstream reference frequency has been changed by Doppler shift of the downstream transition frequency subtracted from the above frequency and the upstream reference frequency of upstream signal Calculating an uplink transition frequency obtained by subtracting the frequency, based on the calculated downlink transition frequency and the uplink shift frequency to perform a Doppler shift correction process for correcting the variation of the frequency due to the Doppler shift.
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。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, there is an effect that the load on the baseband processing unit related to Doppler shift correction that occurs with a terminal inside a moving body that moves at high speed can be suppressed at low cost.
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings, equivalent components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
(First embodiment)
A configuration in the present embodiment will be described.
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。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
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。
The
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。
Each of the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The moving
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。
For example, the movement
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。
When the
本実施形態における動作について説明する。 The operation in this embodiment will be described.
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。 FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the wireless communication system in the first embodiment of the present invention. Note that the flowchart shown in FIG. 2 and the following description are examples, and the processing order may be changed, the processing may be returned, or the processing may be repeated depending on the processing that is appropriately obtained.
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)。
First, the moving
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。
Next, the Doppler
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)。
Then, the Doppler
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。 FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 3A shows an example of step S125 of FIG. 2, and FIG. 3B shows another example of step S125 of FIG. Note that the flowchart shown in FIG. 3 and the following description are examples, and the processing order may be changed, the processing may be returned, or the processing may be repeated depending on the processing that is appropriately obtained.
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。
An example of the operation of the
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。
Here, the
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)。
First, the Doppler
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)。
Next, the
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)。
Subsequently, the
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)。
Subsequently, the
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。
With reference to FIG. 3B, another example of the operation of the
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)。
First, the Doppler
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)。
Next, the
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)。
Subsequently, the
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)。
Subsequently, the
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)。
Then, the Doppler
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。
The downlink shift frequency f d and the uplink shift frequency f u can be calculated by Equation 1 and Equation 2, respectively. However, the speed v is the moving speed of the
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。
As described above, in the
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。
Note that the
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。
Further, in the above description, the Doppler
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。
In addition, the
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。
Further, in the
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。
When the absolute value of the difference between the uplink reference frequency and the downlink reference frequency is sufficiently smaller than the uplink reference frequency and the downlink reference frequency, the Doppler
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。
The
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention based on the first embodiment of the present invention will be described. In the radio communication system according to the present embodiment, the radio base station adjusts the frequency of a reference clock signal used for modulation of an RF (Radio Frequency) signal based on the frequency shift caused by the Doppler shift.
本実施形態における構成について説明する。 A configuration in the present embodiment will be described.
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。
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a wireless communication system according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, two high-speed moving bodies, a high-
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。
The
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。 FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a wireless terminal according to the second embodiment of the present invention.
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。
Each of the
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。
The
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。
The
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。
The reception signal
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。
The signal
(1) Demodulate the downlink RF signal output by the received signal
(2) filtering the demodulated downlink baseband signal;
(3) The filtered downlink baseband signal is converted into a downlink symbol by A / D (Analog to Digital) conversion,
(4) Output downlink data corresponding to the converted downlink symbol.
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)。
The signal
(5) The frequency of the uplink RF signal is determined by subtracting a predetermined frequency difference from the frequency of the downlink RF signal output by the received signal RF processing unit 202 (AFC function).
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。
The
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。
The signal
(6) The uplink data output from the
(7) Convert the converted uplink symbol into an upstream baseband signal by D / A (Digital to Analog) conversion,
(8) filtering the converted upstream baseband signal;
(9) Modulate the filtered uplink baseband signal into an uplink RF signal, and output the modulated uplink RF signal.
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。
The transmission signal
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。
Note that the processing (4) and (6) in the signal
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。 FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a radio base station according to the second embodiment of the present invention.
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The reception signal
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。
The received signal
(1) Demodulate the uplink RF signal output from the received signal
(2) filtering the demodulated uplink baseband signal;
(3) The filtered uplink baseband signal is converted into an uplink symbol by A / D conversion,
(4) Output uplink data corresponding to the converted uplink symbol.
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。
The
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。
The
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。
The transmission signal
(5) The downlink data output by the
(6) The converted downlink symbol is converted into a downlink baseband signal by D / A conversion,
(7) filtering the converted downstream baseband signal;
(8) Modulate the filtered downlink baseband signal into a downlink RF signal and output the modulated downlink RF signal.
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。
The transmission signal
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。
The Doppler
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。
Note that the process (4) in the received signal
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。
FIG. 7 is a diagram illustrating the occurrence of a Doppler shift in the second embodiment of the present invention. Here, F ds represents the frequency of the downlink signal transmitted by the
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。
First, a case where the Doppler
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。
First, the
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。
Next, the
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。
Subsequently, the signal
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。
Subsequently, the
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。
Next, a case where the Doppler
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。
The Doppler
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。
Next, the transmission signal
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。
Subsequently, the
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。
Subsequently, the
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。
Subsequently, the
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。
Here, the
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。
Further, the Doppler
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。
The Doppler
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。
The location information of the
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。 Other configurations in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
本実施形態における動作について説明する。 The operation in this embodiment will be described.
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。 FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the radio communication system according to the second embodiment of the present invention. Note that the flowchart shown in FIG. 8 and the following description are examples, and the processing order and the like may be changed, the processing may be returned, or the processing may be repeated depending on the processing that is appropriately obtained.
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)。
First, the
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)。
Next, the Doppler
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)。
Subsequently, the
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)。
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)。
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)。
The
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。 Other operations in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
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。
As described above, in the
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。
The
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。 FIG. 9 is a block diagram showing an example of a hardware configuration capable of realizing the radio base station in each embodiment of the present invention.
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。
The
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。
The radio base station in each of the embodiments of the present invention described above may be realized by a dedicated device, but a computer (information processing device) other than the hardware operation in which the I /
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。 The present invention has been exemplarily described with the above-described embodiments and modifications thereof. However, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above-described embodiments and modifications thereof. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made to such embodiments. In such a case, new embodiments to which such changes or improvements are added can also be included in the technical scope of the present invention. This is apparent from the matters described in the claims.
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。
A part or all of the above-described embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
(Appendix 1)
A terminal antenna,
A terminal-side wireless communication means for receiving a downlink signal at a terminal-side reception frequency and transmitting an uplink signal at a terminal-side transmission frequency via the terminal-side antenna;
A plurality of wireless terminals that can be moved by a high-speed moving body;
A base station antenna,
Via the base station side antenna, when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna, transmit the downlink signal at a base station side transmission frequency equal to the terminal side reception frequency, Base station side wireless communication means for receiving the uplink signal at a base station side reception frequency equal to the terminal side transmission frequency when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna;
A radio base station included in a radio communication system comprising: a radio base station having a cell including a part of a moving path of the certain high-speed mobile body,
A moving speed calculating means for generating moving speed information representing a moving speed and a direction of the terminal of the plurality of wireless terminals at the present time with respect to the base station side antenna;
The base station-side wireless communication means, when the certain terminal exists in the certain cell, determines all terminals present in the certain cell among the plurality of wireless terminals based on the moving speed information. On the other hand, a downlink shift frequency obtained by subtracting the downlink reference frequency of the downlink signal from the frequency of the downlink signal in which the downlink reference frequency has changed due to Doppler shift accompanying the movement of the certain terminal with respect to the base station antenna, and An uplink shift frequency obtained by subtracting the uplink reference frequency of the uplink signal from the frequency of the uplink signal in which the uplink reference frequency has changed due to the Doppler shift is calculated, and based on the calculated downlink shift frequency and the uplink shift frequency A radio base station provided with Doppler shift correction means for correcting a change in frequency due to Doppler shift.
(Appendix 2)
The terminal side wireless communication means determines the terminal side transmission frequency by subtracting a predetermined frequency difference from the terminal side reception frequency,
The Doppler shift correction means subtracts a sum of the downlink shift frequency and the uplink shift frequency from the downlink reference frequency in the certain cell when the certain terminal exists in the certain cell. The radio base station according to appendix 1, which determines a station-side transmission frequency.
(Appendix 3)
The Doppler shift correction means, when the certain terminal exists in the certain cell, in the certain cell,
The base station side transmission frequency is determined by subtracting the downlink transition frequency from the downlink reference frequency,
The radio base station according to supplementary note 1, wherein the uplink signal received from each of all the terminals is corrected as a signal in which the uplink reference frequency is changed by the uplink shift frequency.
(Appendix 4)
The moving speed calculation means generates the moving speed information based on a plurality of sets of information on a position where the certain terminal exists and information on a time when the certain terminal exists at the position. The radio base station according to any one of the above.
(Appendix 5)
The wireless base station according to any one of appendices 1 to 4, wherein the moving speed calculation means generates the moving speed information based on operation information of the certain high-speed moving body.
(Appendix 6)
The said certain cell is any one of the supplementary notes 1 to 5 set so that all the terminals which exist in the said certain cell among the said radio | wireless terminals were moved by the said certain high-speed moving body. Wireless base station.
(Appendix 7)
7. The radio base station according to any one of appendices 1 to 6, further comprising beam forming means for causing the position of the certain cell to follow the movement of the certain terminal.
(Appendix 8)
A terminal antenna,
A terminal-side wireless communication means for receiving a downlink signal at a terminal-side reception frequency and transmitting an uplink signal at a terminal-side transmission frequency via the terminal-side antenna;
A plurality of wireless terminals that can be moved by a high-speed moving body;
A base station antenna,
Via the base station side antenna, when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna, transmit the downlink signal at a base station side transmission frequency equal to the terminal side reception frequency, Base station side wireless communication means for receiving the uplink signal at a base station side reception frequency equal to the terminal side transmission frequency when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna;
A radio base station having a cell including a part of a moving path of the certain high-speed moving body,
The radio base station further includes a moving speed calculation unit that generates moving speed information indicating a moving speed and a direction of a certain terminal of the plurality of radio terminals with respect to the base station side antenna at the present time,
The base station-side wireless communication means, when the certain terminal exists in the certain cell, determines all terminals present in the certain cell among the plurality of wireless terminals based on the moving speed information. On the other hand, a downlink shift frequency obtained by subtracting the downlink reference frequency of the downlink signal from the frequency of the downlink signal in which the downlink reference frequency has changed due to Doppler shift accompanying the movement of the certain terminal with respect to the base station antenna, and An uplink shift frequency obtained by subtracting the uplink reference frequency of the uplink signal from the frequency of the uplink signal in which the uplink reference frequency has changed due to the Doppler shift is calculated, and based on the calculated downlink shift frequency and the uplink shift frequency A wireless communication system including Doppler shift correction means for correcting a change in frequency due to Doppler shift.
(Appendix 9)
A terminal antenna,
A terminal-side wireless communication means for receiving a downlink signal at a terminal-side reception frequency and transmitting an uplink signal at a terminal-side transmission frequency via the terminal-side antenna;
A plurality of wireless terminals that can be moved by a high-speed moving body;
A base station antenna,
Via the base station side antenna, when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna, transmit the downlink signal at a base station side transmission frequency equal to the terminal side reception frequency, Base station side wireless communication means for receiving the uplink signal at a base station side reception frequency equal to the terminal side transmission frequency when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna;
A control method for the radio base station included in a radio communication system comprising: a radio base station having a certain cell including a part of a moving path of the certain high-speed moving body,
The wireless base station generates movement speed information indicating a movement speed and direction of a terminal of the plurality of wireless terminals at the present time with respect to the base station side antenna,
When the certain terminal exists in the certain cell by the base station side wireless communication means, all the terminals present in the certain cell among the plurality of wireless terminals are determined based on the moving speed information. On the other hand, a downlink shift frequency obtained by subtracting the downlink reference frequency of the downlink signal from the frequency of the downlink signal in which the downlink reference frequency has changed due to Doppler shift accompanying the movement of the certain terminal with respect to the base station antenna, and An uplink shift frequency obtained by subtracting the uplink reference frequency of the uplink signal from the frequency of the uplink signal in which the uplink reference frequency has changed due to the Doppler shift is calculated, and based on the calculated downlink shift frequency and the uplink shift frequency A control method that corrects frequency changes due to Doppler shift.
(Appendix 10)
A terminal antenna,
A terminal-side wireless communication means for receiving a downlink signal at a terminal-side reception frequency and transmitting an uplink signal at a terminal-side transmission frequency via the terminal-side antenna;
A plurality of wireless terminals that can be moved by a high-speed moving body;
A base station antenna,
Via the base station side antenna, when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna, transmit the downlink signal at a base station side transmission frequency equal to the terminal side reception frequency, Base station side wireless communication means for receiving the uplink signal at a base station side reception frequency equal to the terminal side transmission frequency when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna;
A computer included in the wireless base station, included in a wireless communication system including a wireless base station having a cell including a part of a moving path of the certain high-speed moving body,
A moving speed calculation process for generating moving speed information representing a moving speed and a direction of the terminal of the plurality of wireless terminals at the present time with respect to the base station side antenna;
When the certain terminal exists in the certain cell by the base station side wireless communication means, all the terminals present in the certain cell among the plurality of wireless terminals are determined based on the moving speed information. On the other hand, a downlink shift frequency obtained by subtracting the downlink reference frequency of the downlink signal from the frequency of the downlink signal in which the downlink reference frequency has changed due to Doppler shift accompanying the movement of the certain terminal with respect to the base station antenna, and An uplink shift frequency obtained by subtracting the uplink reference frequency of the uplink signal from the frequency of the uplink signal in which the uplink reference frequency has changed due to the Doppler shift is calculated, and based on the calculated downlink shift frequency and the uplink shift frequency A control program that executes Doppler shift correction processing that corrects frequency changes due to Doppler shift .
(Appendix 11)
The base station-side radio communication means has a portion of the change in frequency due to the Doppler shift that cannot be corrected uniformly by the Doppler shift correction means in the certain cell of the plurality of radio terminals. 8. The radio base station according to any one of appendices 1 to 7, wherein correction is performed individually for each terminal.
(Appendix 12)
Any one of Supplementary notes 1 to 7, wherein the certain cell is set so that a direction of the certain terminal with respect to the base station side antenna is approximately constant while the certain terminal passes through the certain cell. Item 12. or radio base station according to appendix 11.
(Appendix 13)
The absolute value of the predetermined frequency difference is sufficiently smaller than the uplink reference frequency and the downlink reference frequency,
The Doppler shift correction means calculates either the downlink shift frequency or the uplink shift frequency, and calculates the sum by doubling the calculated downlink shift frequency or the uplink shift frequency. The radio base station according to appendix 2.
(Appendix 14)
The terminal-side wireless communication means calculates the terminal-side transmission frequency by subtracting a predetermined frequency difference from the terminal-side reception frequency,
The Doppler shift correction means subtracts a sum of the downlink shift frequency and the uplink shift frequency from the downlink reference frequency in the certain cell when the certain terminal exists in the certain cell. Item 9. The wireless communication system according to appendix 8, which determines a station-side transmission frequency.
(Appendix 15)
The terminal side radio communication means calculates the terminal side transmission frequency by subtracting a predetermined frequency difference from the terminal side reception frequency,
By subtracting the sum of the downlink shift frequency and the uplink shift frequency from the downlink reference frequency in the certain cell when the certain terminal exists in the certain cell by the base station side wireless communication means The control method according to appendix 9, wherein the base station side transmission frequency is determined.
(Appendix 16)
The terminal-side wireless communication means calculates the terminal-side transmission frequency by subtracting a predetermined frequency difference from the terminal-side reception frequency,
The Doppler shift correction processing is performed by subtracting a sum of the downlink shift frequency and the uplink shift frequency from the downlink reference frequency in the certain cell when the certain terminal exists in the certain cell. The control program according to appendix 10, which determines a station-side transmission frequency.
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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for correcting a Doppler shift caused by movement of a wireless mobile station in a wireless communication system.
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
100, 150
Claims (10)
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。 A terminal antenna,
A terminal-side wireless communication means for receiving a downlink signal at a terminal-side reception frequency and transmitting an uplink signal at a terminal-side transmission frequency via the terminal-side antenna;
A plurality of wireless terminals that can be moved by a high-speed moving body;
A base station antenna,
Via the base station side antenna, when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna, transmit the downlink signal at a base station side transmission frequency equal to the terminal side reception frequency, Base station side wireless communication means for receiving the uplink signal at a base station side reception frequency equal to the terminal side transmission frequency when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna;
A radio base station included in a radio communication system comprising: a radio base station having a cell including a part of a moving path of the certain high-speed mobile body,
A moving speed calculating means for generating moving speed information representing a moving speed and a direction of the terminal of the plurality of wireless terminals at the present time with respect to the base station side antenna;
The base station-side wireless communication means, when the certain terminal exists in the certain cell, determines all terminals present in the certain cell among the plurality of wireless terminals based on the moving speed information. On the other hand, a downlink shift frequency obtained by subtracting the downlink reference frequency of the downlink signal from the frequency of the downlink signal in which the downlink reference frequency has changed due to Doppler shift accompanying the movement of the certain terminal with respect to the base station antenna, and An uplink shift frequency obtained by subtracting the uplink reference frequency of the uplink signal from the frequency of the uplink signal in which the uplink reference frequency has changed due to the Doppler shift is calculated, and based on the calculated downlink shift frequency and the uplink shift frequency A radio base station provided with Doppler shift correction means for correcting a change in frequency due to Doppler shift.
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。 The terminal side wireless communication means determines the terminal side transmission frequency by subtracting a predetermined frequency difference from the terminal side reception frequency,
The Doppler shift correction means subtracts a sum of the downlink shift frequency and the uplink shift frequency from the downlink reference frequency in the certain cell when the certain terminal exists in the certain cell. The radio base station according to claim 1, wherein a station-side transmission frequency is determined.
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。 The Doppler shift correction means, when the certain terminal exists in the certain cell, in the certain cell,
The base station side transmission frequency is determined by subtracting the downlink transition frequency from the downlink reference frequency,
The radio base station according to claim 1, wherein the uplink signal received from each of all the terminals is corrected as a signal in which the uplink reference frequency is changed by the uplink shift frequency.
請求項1乃至3の何れか1項に記載の無線基地局。 The moving speed calculation unit generates the moving speed information based on a plurality of sets of information on a position where the certain terminal exists and information on a time when the certain terminal exists at the position. 4. The radio base station according to any one of 3.
請求項1乃至4の何れか1項に記載の無線基地局。 5. The radio base station according to claim 1, wherein the moving speed calculation unit generates the moving speed information based on operation information of the certain high-speed moving body.
請求項1乃至5の何れか1項に記載の無線基地局。 The said certain cell is set to any one of Claims 1 thru | or 5 set so that all the terminals which exist in the said certain cell among the said radio | wireless terminals may be moved by the said certain high-speed moving body. The radio base station described.
請求項1乃至6の何れか1項に記載の無線基地局。 The radio base station according to any one of claims 1 to 6, further comprising beam forming means for causing the position of the certain cell to follow the movement of the certain terminal.
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。 A terminal antenna,
A terminal-side wireless communication means for receiving a downlink signal at a terminal-side reception frequency and transmitting an uplink signal at a terminal-side transmission frequency via the terminal-side antenna;
A plurality of wireless terminals that can be moved by a high-speed moving body;
A base station antenna,
Via the base station side antenna, when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna, transmit the downlink signal at a base station side transmission frequency equal to the terminal side reception frequency, Base station side wireless communication means for receiving the uplink signal at a base station side reception frequency equal to the terminal side transmission frequency when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna;
A radio base station having a cell including a part of a moving path of the certain high-speed moving body,
The radio base station further includes a moving speed calculation unit that generates moving speed information indicating a moving speed and a direction of a certain terminal of the plurality of radio terminals with respect to the base station side antenna at the present time,
The base station-side wireless communication means, when the certain terminal exists in the certain cell, determines all terminals present in the certain cell among the plurality of wireless terminals based on the moving speed information. On the other hand, a downlink shift frequency obtained by subtracting the downlink reference frequency of the downlink signal from the frequency of the downlink signal in which the downlink reference frequency has changed due to Doppler shift accompanying the movement of the certain terminal with respect to the base station antenna, and An uplink shift frequency obtained by subtracting the uplink reference frequency of the uplink signal from the frequency of the uplink signal in which the uplink reference frequency has changed due to the Doppler shift is calculated, and based on the calculated downlink shift frequency and the uplink shift frequency A wireless communication system including Doppler shift correction means for correcting a change in frequency due to Doppler shift.
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。 A terminal antenna,
A terminal-side wireless communication means for receiving a downlink signal at a terminal-side reception frequency and transmitting an uplink signal at a terminal-side transmission frequency via the terminal-side antenna;
A plurality of wireless terminals that can be moved by a high-speed moving body;
A base station antenna,
Via the base station side antenna, when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna, transmit the downlink signal at a base station side transmission frequency equal to the terminal side reception frequency, Base station side wireless communication means for receiving the uplink signal at a base station side reception frequency equal to the terminal side transmission frequency when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna;
A control method for the radio base station included in a radio communication system comprising: a radio base station having a certain cell including a part of a moving path of the certain high-speed moving body,
The wireless base station generates movement speed information indicating a movement speed and direction of a terminal of the plurality of wireless terminals at the present time with respect to the base station side antenna,
When the certain terminal exists in the certain cell by the base station side wireless communication means, all the terminals present in the certain cell among the plurality of wireless terminals are determined based on the moving speed information. On the other hand, a downlink shift frequency obtained by subtracting the downlink reference frequency of the downlink signal from the frequency of the downlink signal in which the downlink reference frequency has changed due to Doppler shift accompanying the movement of the certain terminal with respect to the base station antenna, and An uplink shift frequency obtained by subtracting the uplink reference frequency of the uplink signal from the frequency of the uplink signal in which the uplink reference frequency has changed due to the Doppler shift is calculated, and based on the calculated downlink shift frequency and the uplink shift frequency A control method that corrects frequency changes due to Doppler shift.
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。 A terminal antenna,
A terminal-side wireless communication means for receiving a downlink signal at a terminal-side reception frequency and transmitting an uplink signal at a terminal-side transmission frequency via the terminal-side antenna;
A plurality of wireless terminals that can be moved by a high-speed moving body;
A base station antenna,
Via the base station side antenna, when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna, transmit the downlink signal at a base station side transmission frequency equal to the terminal side reception frequency, Base station side wireless communication means for receiving the uplink signal at a base station side reception frequency equal to the terminal side transmission frequency when the terminal side antenna is stationary with respect to the base station side antenna;
A computer included in the wireless base station, included in a wireless communication system including a wireless base station having a cell including a part of a moving path of the certain high-speed moving body,
A moving speed calculation process for generating moving speed information representing a moving speed and a direction of the terminal of the plurality of wireless terminals at the present time with respect to the base station side antenna;
When the certain terminal exists in the certain cell by the base station side wireless communication means, all the terminals present in the certain cell among the plurality of wireless terminals are determined based on the moving speed information. On the other hand, a downlink shift frequency obtained by subtracting the downlink reference frequency of the downlink signal from the frequency of the downlink signal in which the downlink reference frequency has changed due to Doppler shift accompanying the movement of the certain terminal with respect to the base station antenna, and An uplink shift frequency obtained by subtracting the uplink reference frequency of the uplink signal from the frequency of the uplink signal in which the uplink reference frequency has changed due to the Doppler shift is calculated, and based on the calculated downlink shift frequency and the uplink shift frequency A control program that executes Doppler shift correction processing that corrects frequency changes due to Doppler shift .
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