JP5097264B2 - 通信方法およびそれを利用した基地局装置 - Google Patents

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Description

本発明は、通信技術に関し、特に端末装置に割り当てたチャネルにおいて端末装置と通信する通信方法およびそれを利用した基地局装置に関する。
無線通信システムにおいて、基地局装置が複数の端末装置を接続する場合がある。基地局装置が複数の端末装置する際の形態のひとつが、TDMA(Time Division Multiple Access)/TDD(Time Division Duplex)である。TDMA/TDDでは、複数のタイムスロットによってフレームが形成されており、さらに複数のフレームが連続して配置される。また、ひとつのフレームに含まれた複数のタイムスロットの一部が上り回線のために使用され、残りのタイムスロットが下り回線のために使用される。このようなTDMA/TDDでは、例えば、ひとつのフレームのうちの上り回線のために使用されるタイムスロットの数と、下り回線のために使用されるタイムスロットの数とが、トラヒック量に応じて設定される(例えば、特許文献1参照。)。
特開平8−186533号公報
一般的に、無線通信において、限りある周波数資源の有効利用が望まれている。特に、通信速度の高速化に伴い、その要請はさらに高まっている。この要請に応えるための技術のひとつが、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式であり、これは、前述のTDMA/TDDと組合せ可能である。OFDMAとは、OFDMを利用しながら複数の端末装置を周波数多重する技術である。そのため、OFDMAとTDMAとの組合せ(以下、このような組合せも単に「OFDMA」といい、通常のOFDMAと区別せずに使用する)では、周波数軸方向に規定された複数のサブチャネルと、時間軸方向に規定された複数のタイムスロットとが存在する。また、通信には、サブチャネルとタイムスロットとの組合せ(以下、「バースト」という)が使用される。
このようなOFDMAにおいて、基地局装置は、データを通信するためのバーストを定期的に各端末装置に割り当てる。このようなバーストの割当は、「回線交換方式」と呼ばれ、音声通話のごとく、伝送遅延を小さくすべき通信に適している。一方、データ通信のごとく、伝送遅延の小ささは要求されないが、トラヒック量が大きく変動する場合もある。後者の場合、回線交換方式ではなく、トラヒック量に応じて、端末装置に割り当てられるバースト数をフレーム単位で変更する「ランダムアクセス方式」が適している。ランダムアクセス方式において、ひとつのフレームあたりに複数のバーストを端末装置に割り当てる場合がある。ここで、バーストには、データが含まれたチャネル(以下、「EDCH」という)が配置されている。また、EDCHに関する情報がECCHに含まれており、ECCHは、定期的に割り当てられる。そのため、ECCHに誤りが生じると、ECCHだけではなくEDCHも受信できなくなり、影響が大きくなる。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ECCHに誤りが生じても、EDCHに及ぼす影響を低減する通信技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の基地局装置は、複数のチャネルによって形成されたフレームが連続しており、各フレーム内において、基地局装置と端末装置との間で通信されるデータと、前記データについての制御情報とのそれぞれに対して、別のチャネルを割り当てる割当部と、割当部においてチャネルを割り当てた制御情報およびデータとによって、端末装置との通信を実行する通信部とを備える。割当部においてチャネルを割り当てた制御情報であって、かつひとつのフレーム内の制御情報は、複数のフレームにおけるデータに対応する。
本発明の別の態様は、通信方法である。この方法は、複数のチャネルによって形成されたフレームが連続しており、フレーム内において、端末装置との間のデータと、データについての制御情報とのそれぞれに対して、別のチャネルを割り当てた後、チャネルを割り当てた制御情報およびデータとによって、端末装置との通信を実行する通信方法であって、チャネルを割り当てた制御情報であって、かつひとつのフレーム内の制御情報は、複数のフレームにおけるデータに対応する。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、ECCHに誤りが生じても、EDCHに及ぼす影響を低減できる。
本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。 図1の通信システムにおけるTDMAフレームの構成を示す図である。 図1の通信システムにおけるOFDMAサブチャネルの構成を示す図である。 図1の通信システムにおけるサブチャネルブロックの構成を示す図である。 図1の通信システムにおける制御チャネルの構成を示す図である。 図1の通信システムにおけるTCH同期確立手順を示すシーケンス図である。 図1の基地局装置の構成を示す図である。 図8(a)−(b)は、図1の通信システムにおける下りECCHのフォーマットを示す図である。 図9(a)−(b)は、図1の通信システムにおける上りECCHのフォーマットを示す図である。 図10(a)−(b)は、図1の通信システムの比較対象となる通信システムによるECCHとEDCHの送信動作を示す図である。 図11(a)−(b)は、図1の通信システムにおける下りECCHの送信動作を示す図である。 図12(a)−(b)は、図1の通信システムにおける上りECCHの送信動作を示す図である。 図13(a)−(b)は、図1の通信システムにおける下りECCHに誤りが生じた場合の送信動作を示す図である。 図14(a)−(b)は、図1の通信システムにおける上りECCHに誤りが生じた場合の送信動作を示す図である。 図15(a)−(b)は、図1の通信システムにおける上りECCHに誤りが生じた場合の別の送信動作を示す図である。
符号の説明
10 基地局装置、 12 端末装置、 20 RF部、 22 変復調部、 24 ベースバンド処理部、 26 IF部、 30 制御部、 50 接続部、 52 割当部、 54 生成部、 56 遅延部、 58 合成部、 100 通信システム。
本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例は、基地局装置と、少なくともひとつの端末装置によって構成される通信システムに関する。通信システムでは、複数のタイムスロットが時間分割多重されることによって、各フレームが形成され、複数のサブチャネルが周波数分割多重されることによって、各タイムスロットが形成されている。また、各サブチャネルは、マルチキャリア信号によって形成されている。ここで、マルチキャリア信号としてOFDM信号が使用されており、周波数分割多重としてOFDMAが使用されている。基地局装置は、各タイムスロットに含まれた複数のサブチャネルのそれぞれを端末装置に割り当てることによって、複数の端末装置との通信を実行する。
ここで、複数の端末装置との通信において対象とされるデータには、複数の種類が存在する。また、種類に応じて要求される通信速度や遅延時間が異なる。例えば、音声通信の場合、データ通信と比較して一般的に短い遅延時間が要求される。また、データ通信においては、データの内容に応じて通信速度が異なる。そのため、短い遅延時間が要求される場合、回線交換方式のごとく、定期的にバーストを割り当てることが好ましい。例えば、基地局装置が、各端末装置に対して、フレーム周期にてバーストを定期的に割り当てる。一方、短い遅延時間を要求しない端末装置に対して回線交換方式を適用すると、無駄な割当が発生するとともに、データ量の変動への追従が困難になる。
そのため、データ通信の場合、ランダムアクセス方式を使用することによって、基地局装置が、各端末装置に対して、バーストを任意に割り当てる。以下では、ランダムアクセス方式において、バーストに割り当てるべきデータのチャネルを「EDCH」と呼ぶ。また、ランダムアクセス方式では、EDCHに関する制御情報(以下、「ECCH」という)がフレーム単位に生成される。ECCHには、EDCHが配置されたバーストに関する情報、EDCHの通信速度等が含まれる。基地局装置は、各端末装置との間で定期的にECCHによる通信を実行する。端末装置は、ECCHを受信すると、ECCHの内容を確認することによって、EDCHが割り当てられたバーストを認識する。前述のごとく、ECCHに誤りが生じると、ECCHだけではなくEDCHも受信できなくなり、影響が大きくなるおそれがある。
この不具合を解決するために、本実施例に係る基地局装置は、複数のフレームにわたるEDCHに関する情報をひとつのECCHの中に含める。例えば、従来、2フレーム後のEDCHに関する情報がECCHに含まれている場合、本実施例では、2フレーム後のEDCHに関する情報に加えて、1フレーム後のEDCHに関する情報もECCHに含める。そのため、所定のECCHに誤りが生じても、次のフレームにおけるECCHにも、EDCHに関する情報が重複して含まれているので、EDCHの通信が可能になる。
図1は、本発明の実施例に係る通信システム100の構成を示す。通信システム100は、基地局装置10、端末装置12と総称される第1端末装置12a、第2端末装置12b、第3端末装置12cを含む。
基地局装置10は、一端に無線ネットワークを介して端末装置12を接続し、他端に図示しない有線ネットワークを接続する。また、端末装置12は、無線ネットワークを介して基地局装置10に接続する。基地局装置10は、複数のタイムスロットと、複数のサブチャネルを有しているので、複数のタイムスロットによってTDMAを実行しつつ、複数のサブチャネルによってOFDMAを実行する。前述のごとく、タイムスロットとサブチャネルとを組み合わせた単位がバーストとして規定されており、基地局装置10は、複数の端末装置12のそれぞれに対してバーストを割り当てることによって、複数の端末装置12との通信を実行する。具体的には、基地局装置10は、複数のサブチャネルのうちのいずれかを制御チャネルに規定する。基地局装置10は、制御チャネルにおいて、BCCHのような報知信号を定期的に送信する。
端末装置12は、BCCHを受信することによって基地局装置10の存在を認識するとともに、基地局装置10に対してレンジングを要求する。また、基地局装置10は、当該レンジングに応答する。レンジングとは、端末装置12の周波数オフセットおよびタイミングオフセットを補正するための処理であるが、レンジングには公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。その後、端末装置12は、基地局装置10に対してバースト割当の要求信号を送信し、基地局装置10は、受信した要求信号に応答して、端末装置12にバーストを割り当てる。ここで、通信システム100における割当規則は2種類存在し、それらは、回線交換方式とランダムアクセス方式である。
また、基地局装置10は、端末装置12に割り当てたバーストに関する情報を送信し、端末装置12は、割り当てられたバーストを使用しながら、基地局装置10との通信を実行する。その結果、端末装置12から送信されたデータは、基地局装置10を介して、有線ネットワークに出力され、最終的に有線ネットワークに接続された図示しない通信装置に受信される。また、通信装置から端末装置12への方向にもデータは伝送される。ここで、ランダムアクセス方式を実行している端末装置12に対して、基地局装置10は、ECCHをフレーム単位に割り当てる。また、基地局装置10は、当該端末装置12に対して、EDCHを割り当てる。このように、フレーム内において、EDCHと、ECCHとのそれぞれに対して、別のバーストが割り当てられている。フレーム内におけるEDCHの数は、フレーム単位に異なる。ここで、EDCHに関する制御情報は、ECCHに含まれる。例えば、EDCHを割り当てたフレーム内のバースト、EDCHに対する通信速度等が、ECCHに含まれる。これらの詳細は、後述する。
図2は、通信システム100におけるTDMAフレームの構成を示す。通信システム100では、第二世代コードレス電話システムと同様、上り通信について4つのタイムスロット、下り通信について4つのタイムスロットによってフレームが構成される。ここで、上り通信についての4つのタイムスロットが上りサブフレームに相当し、下り通信についての4つのタイムスロットが下りサブフレームに相当する。さらにフレームが連続して配置されている。本実施例において、上り通信でのタイムスロットの割当と下り通信でのタイムスロットの割当は同一であるので、以下においては、説明の便宜上、下り通信のみを説明する場合もある。
図3は、通信システム100におけるOFDMAサブチャネルの構成を示す。基地局装置10は、これまで説明したTDMAに加えて、さらに図3に示すように、OFDMAも適用する。その結果、ひとつのタイムスロットに複数の端末装置が割り当てられる。図3は横軸の方向に時間軸上のタイムスロットの配置を示し、縦軸の方向に周波数軸上のサブチャネルの配置を示す。すなわち、横軸の多重化がTDMAに相当し、縦軸の多重化がOFDMAに相当する。ここでは、ひとつのフレームにおける第1タイムスロット(図中、「T1」と表示)から第4タイムスロット(図中、「T4」と表示)が含まれている。例えば、図3のT1からT4は、図2の第5タイムスロットから第8タイムスロットにそれぞれ相当する。
また、各タイムスロットには、第1サブチャネル(図中、「SC1」と表示)から第16サブチャネル(図中、「SC16」と表示)が含まれている。図3では、第1サブチャネルが、制御チャネルとして確保される。図中では、第1基地局装置10a(図中「CS1」と表示)が、第1タイムスロットの第1サブチャネルに制御信号を割り当てている。つまり、SC1だけに着目したときのフレームの構成、および複数のフレームの集合が、LCCHに相当する。また、図3では第1タイムスロットの第2サブチャネルに第1端末装置12aが、第2タイムスロットの第2サブチャネルから第4サブチャネルに第2端末装置12bが割り当てられる。また、第3タイムスロットの第16サブチャネルに第3端末装置12cが、第4タイムスロットの第13サブチャネルから第15サブチャネルに第4端末装置12dが割り当てられる。このうち、第1端末装置12aに割り当てたバーストおよび第3端末装置12cに割り当てたバーストが、ECCHに相当する。
図4は、通信システム100におけるサブチャネルブロックの構成を示す。なお、サブチャネルブロックとは、タイムスロットとサブチャネルにて特定される無線チャネルに相当する。図4の横方向は、時間軸であり、縦方向は、周波数軸を示している。「1」から「29」の番号は、サブキャリアの番号に相当する。このようにサブチャネルは、OFDMのマルチキャリア信号によって構成されている。図中、「TS」は、トレーニングシンボルに相当し、図示しない同期検出用のシンボル「STS」、伝送路特性の推定用シンボル「LTS」等の既知信号を含む。「GS」は、ガードシンボルに相当し、ここに実効的な信号は配置されない。「PS」はパイロットシンボルに相当し、既知信号によって構成される。「SS」はシグナルシンボルに相当し、制御用の信号が配置される。「DS」はデータシンボルに相当し、送信すべきデータである。「GT」はガードタイムに相当し、実効的な信号は配置されない。
図5は、通信システム100における制御チャネルの構成を示す。制御チャネルは、4つのBCCH、12のIRCH、8つのPCHの合計24のチャネルにより構成される。BCCH、IRCH、PCHのそれぞれは、8つのTDMAフレーム(以下、「フレーム」という)で構成される。なお、ひとつのフレームは、図2のように構成される。図5では、便宜上、PCH、BCCH、IRCHが配置されたフレームも「PCH」、「BCCH」、「IRCH」と示される。また、前述のごとく、フレームは複数のタイムスロットに分割されるが、ここでは、タイムスロットの単位、フレームの単位、8フレームの単位のそれぞれに対して区別せずに、「PCH」、「BCCH」、「IRCH」という用語を使用する。
図中、「IRCH」はチャネル割当時に用いる初期レンジング用チャネルである。さらに、詳しく説明すると、「IRCH」の中には、「TCCH」と「IRCH」とが含まれており、「TCCH」は、端末装置12から基地局装置10へ送信される初期レンジングの要求に相当する。また、「IRCH」は、当該初期レンジングの要求に対する応答に相当する。そのため、「TCCH」は、上り回線の信号であり、「IRCH」は、下り回線の信号である(以下、TCCHとIRCHとの組合せもIRCHというが、IRCH単独の場合と区別せずに使用する)。なお、端末装置からのTCCHを受信した基地局装置は、レンジングの処理を実行するが、レンジングの処理は公知の技術でよいので、ここでは、説明を省略する。
また、図の下段には、各フレームの構成を示しているが、これは図2と同様に示される。なお、これは、図4のSC1に対するフレーム構成に相当する。図1の第1基地局装置10aは、フレームを構成するタイムスロットのうち、LCCHを割り当てたタイムスロット(図中、「CS1」と表示)で、BCCH、IRCH、PCHを8フレーム間隔で間欠的に送信する。つまり、第1基地局装置10aは、BCCHを構成する8つのフレームのうち、第1フレームの第5タイムスロットを使用し、IRCHを構成する8つのフレームのうち、第1フレームの第5タイムスロットを使用する。
さらに、第1基地局装置10aは、PCHを構成する8つのフレームのうち、第1フレームの第5タイムスロットを使用する。図1に示された第2基地局装置10bは、第1基地局装置10aが送信した次のフレーム(図中、第2フレーム)のタイムスロットのうち、第1基地局装置10aが利用しているタイムスロットとフレーム先頭からの位置が同じタイムスロット(図中、「CS2」と表示)で、BCCH、IRCH、PCHを8フレーム間隔で間欠的に送信する。このような構成により、フレームを構成する下り4つのタイムスロットごとに、8つの基地局装置、最大32基地局装置まで多重することができる。
図6は、通信システム100におけるTCH同期確立手順を示すシーケンス図である。これは、前述の回線交換方式を実行する場合のシーケンス図に相当する。基地局装置10は、端末装置12の端末番号を格納し、ページングエリアに属する他の基地局装置と一斉にPCHを送信する(S100)。基地局装置10は、予め定められたタイミングにてBCCHを送信する(S102)。PCHを受信した端末装置12は、PCHに自己の端末番号が含まれていると、BCCHをもとに基地局装置10を特定した後に、TCCHに送信元識別情報を格納し、基地局装置10へ送信して、初回の初期レンジングを要求する(S104)。TCCHは、初期レンジングを要求するために規定された信号であり、複数種類の波形パターンとして規定されている。基地局装置10は、受信したTCCHより端末装置12の送信元識別情報UIDを分離し、端末装置12を空いているTCHに割り当てる。基地局装置10は、割り当てたTCHのスロット番号とサブチャネル番号をIRCHに格納して端末装置12へ送信し、2回目の初期レンジングを行うTCHを端末装置12に通知する(S106)。端末装置12は、送信元識別情報をTCCHに格納し、割り当てられた初期レンジング用のTCHを用いて、基地局装置10へ送信し、2回目の初期レンジングを要求する(S108)。
基地局装置10は、端末装置12に割り当てたTCHを用いてレンジング処理を実行し、タイムアライメント制御と送信出力制御とSCCHの送受信タイミングとをRCHに格納して、端末装置12へ送信し、送信出力などの補正を要求する(S110)。端末装置12は、受信したRCHより基地局装置10から要求された補正値を抽出し、送信出力などを補正する。以下では、以上のような処理を「レンジング処理」と総称する。次に、割り当てられた初期レンジング用のTCHを用いて基地局装置10に無線リソース割当を要求する(S112)。基地局装置10は、端末装置12からの無線リソース割当要求メッセージにFEC復号処理などを行ってから、端末装置12に空いているTCHを割り当てる。そして、割り当てたTCHのスロット番号とサブチャネル番号をSCCHに格納し、端末装置12へ送信する(S114)。ここまでのステップによりTCHの同期が確立するため、これ以降、基地局装置10と端末装置12は同期を確立したTCHを用いて、データを送受信する(S116)。
図7は、基地局装置10の構成を示す。基地局装置10は、RF部20、変復調部22、ベースバンド処理部24、IF部26、制御部30を含む。また、制御部30は、接続部50、割当部52を含み、割当部52は、生成部54、遅延部56、合成部58を含む。
RF部20は、受信処理として、図示しない端末装置12から受信した無線周波数のマルチキャリア信号に対して周波数変換を実行し、ベースバンドのマルチキャリア信号を生成する。ここで、マルチキャリア信号は、図3のごとく形成されており、また、図2の上りタイムスロットに相当する。さらに、RF部20は、ベースバンドのマルチキャリア信号を変復調部22に出力する。一般的に、ベースバンドのマルチキャリア信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、RF部20には、AGCやA/D変換部も含まれる。
RF部20は、送信処理として、変復調部22から入力したベースバンドのマルチキャリア信号に対して周波数変換を実行し、無線周波数のマルチキャリア信号を生成する。さらに、RF部20は、無線周波数のマルチキャリア信号を送信する。なお、RF部20は、受信したマルチキャリア信号と同一の無線周波数帯を使用しながら、マルチキャリア信号を送信する。つまり、図2のごとく、TDDが使用されているものとする。また、RF部20には、PA(Power Amplifier)、D/A変換部も含まれる。
変復調部22は、受信処理として、RF部20から入力したベースバンドのマルチキャリア信号に対して、FFTを実行することによって、時間領域から周波数領域への変換を実行する。周波数領域に変換したマルチキャリア信号は、図3や図4のごとく、複数のサブキャリアのそれぞれに対応した成分を有する。なお、変復調部22は、タイミング同期、つまりFFTのウインドウの設定を実行し、ガードインターバルの削除も実行する。タイミング同期等には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは、説明を省略する。また、変復調部22は、周波数領域に変換したマルチキャリア信号を復調する。なお、復調のために伝送路特性が推定されるが、伝送路特性は、サブキャリア単位に推定される。変復調部22は、復調した結果をベースバンド処理部24に出力する。
変復調部22は、送信処理として、ベースバンド処理部24から受けつけたマルチキャリア信号に対して、変調を実行する。また、変復調部22は、変調したマルチキャリア信号に対して、IFFTを実行することによって、周波数領域から時間領域への変換を実行する。変復調部22は、時間領域に変換したマルチキャリア信号をベースバンドのマルチキャリア信号としてRF部20に出力する。なお、変復調部22は、ガードインターバルの付加も実行するが、ここでは説明を省略する。
ベースバンド処理部24は、受信処理として、変復調部22から復調結果を受けつけ、復調結果を端末装置12単位に分離する。つまり、復調結果は、図3のごとく、複数のサブチャネルによって構成されている。そのため、ひとつのサブチャネルがひとつの端末装置12に割り当てられている場合、復調結果には、複数の端末装置12からの信号が含まれている。ベースバンド処理部24は、このような復調結果を端末装置12単位に分離する。ベースバンド処理部24は、分離した復調結果に対して、送信元の端末装置12を識別するための情報と宛先を識別するための情報とを付加して、IF部26に出力する。
ベースバンド処理部24は、送信処理として、IF部26から、複数の端末装置12へのデータを受けつけ、データをサブチャネルに割り当て、複数のサブチャネルからマルチキャリア信号を形成する。つまり、ベースバンド処理部24は、図3のごとく、複数のサブチャネルによって構成されるマルチキャリア信号を形成する。なお、データが割り当てられるべきサブチャネルは、図3のごとく決められており、それに関する指示は、制御部30から受けつけるものとする。ベースバンド処理部24は、マルチキャリア信号を変復調部22に出力する。
IF部26は、受信処理として、ベースバンド処理部24から受けつけた復調結果を図示しない有線ネットワークに出力する。復調結果の宛先は、復調結果に付加された情報であって、かつ宛先を識別するための情報をもとに設定される。ここで、宛先を識別するための情報は、例えば、IP(Internet Protocol)アドレスによって示される。また、IF部26は、送信処理として、図示しない有線ネットワークから複数の端末装置12に対するデータを入力する。制御部30は、入力したデータをベースバンド処理部24に出力する。
制御部30は、端末装置12に対するバーストの割当、基地局装置10全体のタイミング制御等を実行する。バーストの割当は、サブチャネルとタイムスロットとの組合せを割り当てることに相当する。前述のごとく、制御部30は、バーストの割当として、回線交換方式とランダムアクセス方式とを実行する。制御部30は、例えば、端末装置12からの要求に応じて、回線交換方式を実行する。つまり、当該端末装置12に対して、制御部30は、定期的にバーストを端末装置12に割り当てる。例えば、フレーム周期のタイムスロットに含まれたバーストが、第1端末装置12aに割り当てられる。なお、バーストの割当は、定期的になるようになされればよく、フレーム周期だけに限らず、フレーム周期よりも長い周期にてなされてもよく、フレーム周期よりも短い周期にてなされてもよい。
また、制御部30は、別の端末装置12からの要求に応じて、ランダムアクセス方式を実行する。つまり、制御部30は、当該端末装置12に対して、バーストの割当をフレーム単位に変更する。例えば、制御部30は、端末装置12との通信量を反映させながら、割り当てるべきバーストの数を決定する。制御部30は、端末装置12に対して、定期的にECCHを割り当て、当該ECCHの中に、EDCHを割り当てたバーストに関する情報を含める。ここで、制御部30は、SCCHを送信する際にECCHの割当を通知する。そのため、ECCHは、回線交換方式におけるTCHのごとく、定期的に割り当てられている。なお、TCHには、下りTCHと上りTCHとが含まれており、ECCHには、下りECCHと上りECCHとが含まれている。
制御部30における動作をより詳細に説明するが、ここでは、特に本実施例と関連の深いものとして、(1)新規接続時の動作、(2)ランダムアクセス方式での基本動作、(3)ランダムアクセス方式でのECCHの詳細を順に説明する。なお、(3)は、(2)の動作の一部に相当する。また、ここでは、説明を明瞭にするために、ひとつの端末装置12に対する処理を説明する。
(1)新規接続時の動作
接続部50は、レンジング処理の終了後、RF部20からIF部26を介して、図示しない端末装置12であって、かつ接続していない端末装置12から、無線リソース獲得要求SCCHを受信する。接続部50は、無線リソース獲得要求SCCHをもとに、当該端末装置12に対して、バーストを割り当てる。その際、例えば、無線リソース獲得要求SCCHには、回線交換方式による割当を希望するか、あるいはランダムアクセス方式による割当を希望するかが示された情報が含まれていてもよい。接続部50は、その情報をもとに、回線交換方式による割当あるいはランダムアクセス方式による割当を決定する。なお、いずれの場合においても、上りサブフレームと下りサブフレームとに対して、対称的なバーストの割当がなされる。接続部50は、回線交換方式を実行する場合、端末装置12に対してTCH、つまりデータを含めるべきバーストを直接割り当てる。
一方、接続部50は、ランダムアクセス方式を実行する場合、端末装置12に対してECCH、つまりEDCHに関する情報が含まれたバーストを直接割り当てる。また、EDCHに対するバーストの割当は、ECCHを介して、端末装置12に伝えられる。接続部50は、回線交換方式でのTCHの割当の結果あるいはランダムアクセス方式でのECCHの割当の結果を無線リソース割当SCCHとして、IF部26からRF部20より図示しない端末装置12へ送信する。図示しない端末装置12は、無線リソース割当SCCHの内容をもとに通信を実行する。また、RF部20からIF部26は、制御部30においてバーストを割り当てたECCHおよびEDCHとによって、端末装置12との通信を実行する。
(2)ランダムアクセス方式での基本動作
制御部30は、フレーム単位に、EDCHに割り当てるバースト決定する。EDCHに対するバーストの割当は、上りEDCHと下りEDCHのそれぞれに対してなされる。制御部30は、上りEDCHと下りEDCHのそれぞれに対するバーストの割当結果を下りECCHに格納する。また、下りECCHには、下りEDCHに対する通信速度等の情報も含まれる。通信速度は、変調方式、誤り訂正の符号化率によって定められる。
さらに、下りECCHには、過去の上りEDCHに対するACK/NACKの情報も含まれる。このようなACK/NACKの情報は、ARQ(Automatic Repeat Request)やHARQに使用されるが、ここでは説明を省略する。上りECCHは、図示しない端末装置12から送信されており、上りEDCHでの通信速度の情報や、過去の下りEDCHに対するACK/NACKの情報を含んでいる。また、ECCHの通知後、ECCHに含まれた情報にしたがって、基地局装置10と端末装置12との間でEDCHによる通信が実行される。
(3)ランダムアクセス方式でのECCHの詳細
生成部54は、下りECCHのもとになる情報(以下、「EDCH情報」という)を生成する。EDCH情報には、フレーム内においてEDCHが配置されたバーストに関する情報、EDCHに対する通信速度に関する情報、過去の上りEDCHに対するACK情報が含まれる。なお、これらは、2フレーム後のEDCHに相当する。生成部54は、生成したEDCH情報を遅延部56と合成部58とに出力する。
遅延部56は、生成部54において生成されたEDCH情報を受けつける。遅延部56は、受けつけたEDCH情報を1フレーム遅延させた後に、合成部58へ出力する。合成部58は、生成部54から、2フレーム後に対応したEDCH情報を受けつけるとともに、遅延部56から、1フレーム後に対応したEDCH情報を受けつける。つまり、合成部58は、連続したフレームに対応したEDCH情報を受けつける。合成部58は、ふたつのEDCHを合成することによって、ECCHを生成する。つまり、ひとつのECCHは、ふたつの連続したフレームにおけるEDCHに対応する。
図8(a)−(b)は、通信システム100における下りECCHのフォーマットを示す。図8(a)は、従来の下りECCHのフォーマットを示す。ここで、カッコは、ビット数に相当する。「MAP」は、フレーム内においてEDCHが配置されたバーストに関する情報である。ここで、EDCHには、下りEDCHと上りEDCHとが含まれる。また、「MI」は、EDCHに対する通信速度に関する情報であり、「ACK」は、過去の上りEDCHに対するACK情報である。ここでは、これら以外の情報に関する説明を省略するが、「MAP」、「ACK」、「V」、「MI」、「MR」、「HC」は、2フレーム後のEDCH情報に相当する。
図8(b)は、合成部58において生成される下りECCHのフォーマットを示す。図示のごとく、「MAP」、「ACK」、「V」、「MI」、「MR」、「HC」が、2フレーム後に対するEDCH情報に相当し、「MAP’」、「ACK’」、「V’」、「MI’」、「HC’」が、1フレーム後に対するEDCH情報に相当する。前述のごとく、前者が生成部54から入力され、後者が遅延部56から入力される。なお、図8(b)における各情報のために確保されたビット数は、図8(a)における各情報のために確保されたビット数よりも少ない。ここで、ECCHのサイズは、「186ビット」と予め定められている。また、ECCHでは、対応すべきフレーム数に応じて分割された部分領域に、EDCH情報が配置されている。フレーム数が多くなるほど、EDCH情報の数が増加するが、各EDCH情報のサイズが小さくなることによって、ECCHのサイズは維持される。図7に戻る。
下りECCHの説明にあわせて、ここでは、上りECCHの構成についても説明する。上りECCHは、図示しない端末装置12において生成される。図9(a)−(b)は、通信システム100における上りECCHのフォーマットを示す。図9(a)は、従来の上りECCHのフォーマットを示す。図示のごとく、現フレームのEDCH情報が含まれている。なお、上りECCHに含まれるEDCH情報は、下りECCHに含まれるEDCH情報から、MAPを除外した構造を有し、かつ過去の上りEDCHに対するACK情報の代わりに、過去の下りEDCHに対するACK情報を含む。図9(b)は、図示しない端末装置12において生成される上りECCHのフォーマットを示す。図示のごとく、現フレームのECDH情報および1フレーム後のEDCH情報が含まれる。つまり、上りECCHには、下りECCHと同様に、ふたつの連続したフレームに対するEDCH情報が含まれる。
図10(a)−(b)は、通信システム100の比較対象となる通信システムによるECCHとEDCHの送信動作を示す。図10(a)は、ECCHに相当し、図10(b)は、EDCHに相当する。ここで、説明の便宜上、フレームに対して前から順に番号を付与しており、フレーム1からフレーム8が「F1」から「F8」と示される。また、図面を明瞭にするために、図2に示された各フレームのうち、ECCHおよびEDCHが配置されたタイムスロットのみが示されている。さらに、上段が下り回線(DL)に相当し、下段が上り回線(UL)に相当する。
F4に着目すると、F4のECCH(DL)が図8(a)に対応する。前述のごとく、下りDCCHには、2フレーム後のEDCHのMAP、MI(下り回線用)等が含まれており、それらが「D1」として示される。また、下りECCHには、2フレーム前の上りEDCHに対するACKが含まれており、それが「A1」として示されている。F4のECCH(UL)が図9(a)に対応する。前述のごとく、上りECCHには、現フレームのMI(上り回線用)等が含まれており、それが「U1」として示される。また、上りECCHには、2フレーム前の下りEDCHに対するACKが含まれており、それが「A2」として示されている。
このような状況下において、下りECCHに誤りが生じると、ACK/NACKが不明になることによって、2フレーム後の上りEDCHのHARQが送信できなくなる。また、MAPが不明になることによって、2フレーム後の上りEDCHが送信できなくなる。さらに、MAP、MI等が不明になることによって、2フレーム後の下りEDCHが受信できなくなる。一方、上りECCHに誤りが生じると、ACK/NACKが不明になることによって、2フレーム後の下りEDCHのHARQが送信できなくなる。また、MI等が不明になることによって、現フレームの上りEDCHが受信できなくなる。
図11(a)−(b)は、通信システム100における下りECCHの送信動作を示す。これは、図8(b)に示された下りECCHを使用する場合の動作に相当する。図11(a)−(b)の表記は、図10(a)−(b)と同様であり、ここでは説明を省略する。下りEDDHには、2フレーム後のEDCHに対するMAP等に加えて、1フレーム後のEDCHに対するMAP等も含まれている。前者が「D1」として示され、後者が「D2」として示される。また、下りECCHには、2フレーム前の上りEDCHに対するACKに加えて、3フレーム前の上りEDCHに対するACKも含まれている。前者が「A1」として示され、後者が「A3」として示される。下りECCHには、複数のフレームに対する情報が含まれるので、冗長性が増加し、誤りに対する影響が低減される。
図12(a)−(b)は、通信システム100における上りECCHの送信動作を示す。これは、図9(b)に示された上りECCHを使用する場合の動作に相当する。図12(a)−(b)の表記は、図10(a)−(b)と同様であり、ここでは説明を省略する。上りEDDHには、現フレームEDCHに対するMI等に加えて、1フレーム後のEDCHに対するMI等も含まれている。前者が「U1」として示され、後者が「U2」として示される。また、上りECCHには、2フレーム前の下りEDCHに対するACKに加えて、3フレーム前の下りEDCHに対するACKも含まれている。前者が「A2」として示され、後者が「A4」として示される。上りECCHにも、複数のフレームに対する情報が含まれるので、冗長性が増加し、誤りに対する影響が低減される。
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
図1に示した端末装置12は、図7に示した基地局装置10と同様に構成され、基地局装置10に対応した動作を実行する。なお、端末装置12と基地局装置10との機能の違いは、レンジング処理、チャネルの割当、ECCHの生成等に存在するが、それらは既に説明したので、ここでは説明を省略する。
以上の構成による通信システム100の動作を説明する。図13(a)−(b)は、通信システム100における下りECCHに誤りが生じた場合の送信動作を示す。これは、図8(b)に示された下りECCHを使用する場合の動作に相当する。図13(a)−(b)の表記は、図10(a)−(b)と同様であり、ここでは説明を省略する。これまでと同様にF4に着目すると、下りECCHに誤りが発生することによって、F2の上りEDCHに対するACKが不明になる。これは、「A1」が正しく伝えられないことに相当する。また、下りECCHに誤りが発生することによって、F6のEDCHに対するMAPが不明になる。これは、「D1」が正しく伝えられないことに相当する。
一方、F2の上りEDCHに対するACKと、F6のEDCHに対するMAPとは、F5の下りECCHにも含められる。それらは、「A3’」と「D2’」に相当する。このようなF5の下りECCHの存在によって、F4の下りECCHに対する誤りの影響が低減される。つまり、端末装置12は、F5の下りECCHを受信することによって、F2の上りEDCHに対するACKを取得でき、F6の上りEDCHを送信できる。また、端末装置12は、F6のMAP等を受信することによって、F6の下りEDCHを受信できる。
図14(a)−(b)は、通信システム100における上りECCHに誤りが生じた場合の送信動作を示す。これは、図9(b)に示された上りECCHを使用する場合の動作に相当する。図14(a)−(b)の表記は、図10(a)−(b)と同様であり、ここでは説明を省略する。これまでの説明と異なり、F5に着目すると、上りECCHに誤りが発生することによって、F5の上りEDCHに対するMI等が不明になる。これは「U1」が正しく伝えられないことに相当する。また、上りECCHに誤りが発生することによって、F3の下りEDCHに対するACKが不明になる。これは、「A2」が正しく伝えられないことに相当する。
一方、F5の上りEDCHに対するMI等は、F4の上りECCHにも含められる。それは、「U2’」に相当する。その結果、基地局装置10は、F5の上りEDCHを受信できる。また、F3の下りEDCHに対するACKは、F6の上りECCHにも含められる。それは、「A4’」に相当する。その結果、基地局装置10は、F3の下りEDCHに対するACKを1フレーム遅れて受信し、その際にF8のEDCHに対するMAPを生成する。なお、端末装置12は、F5の下りECCHを受信して、F8の下りEDCHに対するMAP等を取得することによって、F8の下りEDCHを受信できる。
図15(a)−(b)は、通信システム100における上りECCHに誤りが生じた場合の別の送信動作を示す。これは、図9(b)に示された上りECCHに、現フレームの上りEDCHに対するMI等と1フレーム前の上りEDCHに対するMI等が含まれる場合の動作に相当する。図15(a)−(b)の表記は、図10(a)−(b)と同様であり、ここでは説明を省略する。ここでもF5に着目すると、上りECCHに誤りが発生することによって、F5の上りEDCHに対するMI等が不明になる。これは「U1」が正しく伝えられないことに相当する。また、上りECCHに誤りが発生することによって、F3の下りEDCHに対するACKが不明になる。これは、「A2」が正しく伝えられないことに相当する。
一方、F3の下りEDCHに対するACKは、F6の上りECCHにも含められる。それは、「A4’」に相当する。その結果、基地局装置10は、F3の下りEDCHに対するACKを1フレーム遅れて受信し、その際にF8のEDCHに対するMAPを生成する。なお、基地局装置10は、F6の上りECCHに含まれたF5の上りEDCHに対するMI等により、F5の上りEDCHのACKを生成する。さらに、端末装置12は、F5の下りECCHを受信して、F8の下りEDCHに対するMAP等を取得することによって、F8の下りEDCHを受信できる。
本発明の実施例によれば、ECCHの中にふたつのフレームに対するEDCH情報を含めるので、ひとつのECCHに誤りが生じても、別のECCHによって同一のEDCH情報を通知できる。また、ひとつのECCHに誤りが生じても、別のECCHによって同一のEDCH情報が通知されるので、ECCHが誤っても、EDCHを受信できる。また、ひとつのECCHに誤りが生じても、別のECCHによって同一のEDCH情報が通知されるので、ECCHの誤りの影響を低減できる。また、ACKの情報を複数のECCHに含めるので、ひとつのECCHに誤りが生じても、別のECCHによってACKの情報を通知できる。
また、MAPを複数のECCHに含めるので、ひとつのECCHに誤りが生じても、別のECCHによってMAPを通知できる。また、MI等を複数のECCHに含めるので、ひとつのECCHに誤りが生じても、別のECCHによってMI等を通知できる。同一のEDCH情報を連続したECCHに含めるので、ECCHに誤りが生じても、EDCH情報を直ちに通知できる。また、ECCHに含めるEDCH情報の数に応じて、EDCH情報のサイズが調節されるので、ECCHのサイズを維持できる。また、ECCHのサイズが維持されるので、伝送効率の低下を抑制できる。
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
本発明の実施例において、合成部58は、ふたつのEDCH情報を合成することによって、ひとつのECCHを生成している。しかしながらこれに限らず、合成部58は、3つ以上のEDCH情報を合成することによって、ひとつのECCHを生成してもよい。その際、ひとつのEDCH情報のサイズは、EDCH情報数に応じて小さくなる。本変形例によれば、冗長性が増加するので、ECCHの誤りによる影響を低減できる。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2008年3月6日出願の日本特許出願・出願番号2008-056614に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明によれば、ECCHに誤りが生じても、EDCHに及ぼす影響を低減できる。

Claims (5)

  1. 複数のチャネルによって形成されたフレームが連続しており、各フレーム内において、基地局装置と端末装置との間で通信されるデータと、前記データについての制御情報とのそれぞれに対して、別のチャネルを割り当てる割当部と、
    前記割当部においてチャネルを割り当てた制御情報およびデータとによって、前記端末装置との通信を実行する通信部とを備え、
    前記割当部においてチャネルを割り当てた制御情報であって、かつひとつのフレーム内の制御情報は、複数のフレームにおけるデータに対応することを特徴とする基地局装置。
  2. 前記割当部においてチャネルを割り当てた制御情報であって、かつひとつのフレーム内の制御情報は、連続したフレームにおけるデータに対応することを特徴とする請求項1に記載の基地局装置。
  3. 前記割当部においてチャネルを割り当てた制御情報は、予め定められたサイズを有し、かつ対応すべきフレーム数に応じて分割された部分領域を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の基地局装置。
  4. 前記割当部は、生成部と、遅延部と、合成部とを備え、
    前記生成部は、前記制御情報のもとになる情報を生成し、前記情報を前記遅延部と前記合成部とに出力し、
    前記遅延部は、前記情報を前記生成部から受け取り、受け取った前記情報を所定のフレームだけ遅延させた後に前記合成部へ出力し、
    前記合成部は、前記生成部から受け取った前記情報と前記遅延部から受け取った前記情報とを合成して、前記制御情報を生成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の基地局装置。
  5. 複数のチャネルによって形成されたフレームが連続しており、フレーム内において、端末装置との間のデータと、データについての制御情報とのそれぞれに対して、別のチャネルを割り当てた後、チャネルを割り当てた制御情報およびデータとによって、前記端末装置との通信を実行する通信方法であって、
    チャネルを割り当てた制御情報であって、かつひとつのフレーム内の制御情報は、複数のフレームにおけるデータに対応することを特徴とする通信方法。
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