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JP2005311882A - 通信端末装置及び送信方法 - Google Patents

通信端末装置及び送信方法 Download PDF

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JP2005311882A JP2004128579A JP2004128579A JP2005311882A JP 2005311882 A JP2005311882 A JP 2005311882A JP 2004128579 A JP2004128579 A JP 2004128579A JP 2004128579 A JP2004128579 A JP 2004128579A JP 2005311882 A JP2005311882 A JP 2005311882A
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

【課題】 伝送遅延を小さくするとともに効率の良いシステム運営を行うこと。
【解決手段】 MAC部107は、初回の送信時及び再送時の判断結果、各チャネルの送信したいデータの量を示す送信データ量情報、TrCH毎の優先順位及び初回および再送とで異なる優先順位の情報、及び上り回線の送信電力の情報に基づいて、所定の送信電力にて送信することができる各チャネルの送信レートの組み合わせのTFCを選択する。この際にHARQを行うTrCHでは、RRC部106からは初回送信及び再送とでは異なった優先順位が同一TrCHに指定される。そして、MAC部107は、TrCHがHARQを行う場合には送信データを符号化部112へ出力し、TrCHがHARQの送信でない設定の場合には送信データを符号化部108へ出力する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、通信端末装置及び送信方法に関し、特に上り回線にてスケジューリングを行うシステムに適用する通信端末装置及び送信方法に関する。
WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)方式において下り回線でパケットデータを伝送する技術として、HSDPA(High-Speed Downlink Packet Access)と呼ばれる高速パケット伝送方式が知られている。また、Uplink EnhancementまたはHSUPA(High-Speed Uplink Packet Access)と呼ばれる上り回線におけるパケット伝送の高速化及び低遅延化の検討が標準化団体3GPPで進められている。
無線通信システムの上り回線では、通信端末装置の総送信電力が最大送信電力を超えてしまう場合、いずれかのチャネルの送信を停止するかまたは伝送レートを下げる等の制御を行い、総送信電力が最大送信電力を超えないようにすることが必要となる。これを実現する方法としてトランスポートフォーマットコンビネーションセレクション(Transport Format Combination Selection:以下、「TFC選択」という)が知られている(例えば、非特許文献1)。
TFC選択では、通信端末装置が、複数のDCH(個別チャネル)でデータを多重して伝送する場合に、各DCHで送信するデータ量を示すトランスポートフォーマット(Transport Format)の組合せであるトランスポートフォーマットコンビネーション(Transport Format Combination:以下、「TFC」と省略する)毎に総送信電力が最大送信電力を超えないか否かを判定し、送信可能なTFCを選択する。
総送信電力は、通信端末自体の能力により制限される場合と、基地局などのネットワーク装置が一時的に通信端末の送信電力を制限する命令を通信端末に発行することで制限される場合がある。基地局などのネットワーク装置が上り回線における各通信端末装置の伝送レートまたは各通信端末装置の総送信パワを制御することにより、上り干渉量を制御することができる。CDMA上り回線のような同一周波数を複数の通信端末で共有する方式においては、上り干渉量がシステムの容量をきめる。そのため、上り回線において、基地局などのネットワーク装置が、伝搬条件の良い状態の通信端末装置に集中的に割り当てを行い、伝搬条件の悪い通信端末装置をなるべく割り当てないというようなスケジューリング動作を行うことにより、上り干渉量を制御でき、システムが伝搬条件の良い状態を主に使うようにすることができる。これにより、システム容量の改善が可能となる。
3GPP TS25.133 v5.9.0 section6.4 Transport format combination selection in UE
しかしながら、従来の通信端末装置及び送信方法においては、誤りが生じた場合には高品質伝送ができないという問題がある。高品質伝送を可能にするために、誤りが生じた場合には自動再送要求する方法が考えられる。
自動再送要求においては、送信側と受信側とを双方向の伝送路によって結び、まず送信側が情報ビットに誤り検出符号化を施して生成した符号語を含むパケットを受信側に送り、受信側において誤りの検出を行う。受信側は、受信データに誤りが検出されない場合には正しく受信した旨の受信確認信号Ack(Positive Acknowledgment)を送信側に返送し、受信データに誤りが検出された場合には再送要求信号Nack(Negative Acknowledgment)を送信側に返送する。送信側は、Nackを受け取ると同一のパケットを再送する。送信側は、Ackを受け取るまで同一のパケットの再送を繰り返す。しかし、自動再送要求においては、再送を繰り返すことにより伝送遅延が大きくなるとともにシステム全体の効率が悪くなるという問題がある。特に、伝播環境が悪い場合には、データの誤り率が高くなるため、再送回数が増えて伝送遅延が急激に大きくなるという問題がある。
また、従来の通信端末装置及び送信方法においては、基地局装置にて上り回線における送信電力が制限された通信端末装置は送信可能なデータ量が制限されるため、このような送信電力が制限された通信端末装置は送信データを効率良く送信することができないという問題がある。また,従来の通信端末装置及び送信方法においては、セル境界などに存在して,上り回線における送信電力が移動機の送信能力の限界付近にある通信端末装置は送信可能なデータ量が制限されるため、このような送信電力が制限された通信端末装置は送信データを効率良く送信することができないという問題がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数チャネルを伝送するシステムにおいて、伝送遅延を小さくすることができるとともに効率の良いシステム運営を行うことができる通信端末装置及び送信方法を提供することを目的とする。
本発明の通信端末装置は、初回の送信時と再送時とにおける優先順位に基づいて前記初回の送信時の送信データまたは前記送信データの誤りを通信相手にて訂正するための前記再送時の再送データの送信レートをチャネル毎に可変にて設定する送信レート設定手段と、前記送信レート設定手段にて設定された送信レートの前記送信データまたは前記再送データをチャネル間で合成して合成送信データを生成する合成手段と、前記合成手段にて生成された前記合成送信データを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
この構成によれば、初回の送信時と再送時とにおける優先順位に基づいて初回の送信時の送信データまたは再送時の再送データの送信レートをチャネル毎に可変にて設定するので、再送が繰り返されることによる伝送遅延を小さくすることができるとともに、各チャネルの送信レートを通信環境等により可変にて設定することができるので効率の良いシステム運営を行うことができる。
本発明の通信端末装置は、前記構成において、前記送信レート設定手段は、チャネル毎の優先順位に基づいて各チャネルの前記送信データまたは前記再送データの送信レートを可変にて設定する構成を採る。
この構成によれば、前記効果に加えて、初回の送信時または再送時における優先順位とチャネルの優先順位とに基づいて送信レートを可変にすることができるので、さらに効率の良いシステム運営を行うことができる。
本発明の通信端末装置は、前記構成において、前記送信レート設定手段は、チャネル毎に複数の送信レートを設定するとともに設定した送信レートをチャネル毎に一つ選択して各々組み合わせた送信レートの情報である送信レート情報を保存したテーブルを備え、前記通信相手より通知された前記チャネル毎の優先順位の情報を用いて前記送信レート情報を参照して、前記優先順位が低いチャネルほど送信レートが低くなるような送信レートの組み合わせを選択して送信レートを設定する構成を採る。
この構成によれば、前記効果に加えて、あらかじめ記憶しておいた通信相手と共通の送信レート情報を用いて送信レートを設定することができるので、簡単な方法にて送信レートを設定することができる。
本発明の通信端末装置は、前記構成において、前記送信レート設定手段は、許容される遅延時間が短い送信データを送信するチャネルほど前記優先順位が高いものとして送信レートを設定する構成を採る。
この構成によれば、前記効果に加えて、音声データ等の許容される遅延時間が短い送信データを送信するチャネルほど送信レートを高くすることができるので、許容される遅延時間が短い送信データの遅延時間を短縮することができる。また、例えばFTP等の許容される遅延時間が長い送信データを送信するチャネルは,システムに余裕のある時間をつかって転送することができるのでシステムとしての効率を高くすることができる。
本発明の通信端末装置は、前記構成において、前記送信レート設定手段は、前記初回の送信時及び前記再送時と、優先順位とを関係付けた送信レート選択用情報を保存したテーブルを備えるとともに、前記合成送信データに前記再送データが含まれているか否かの情報を用いて、前記送信レート選択用情報を参照して前記優先順位が低い前記初回の送信時の前記送信データまたは前記再送時の前記再送データほど送信レートが低くなるように送信レートを設定する構成を採る。
この構成によれば、前記効果に加えて、あらかじめ記憶しておいた通信相手と共通の初回の送信レート選択用情報を用いて送信レートを設定することができるので、簡単な方法にて送信レートを設定することができる。
本発明の通信端末装置は、前記構成において、前記送信レート設定手段は、前記再送データに対して再送毎に異なる送信レートを設定する構成を採る。
この構成によれば、前記効果に加えて、再送毎に異なる送信レートを設定するので、再送方式を適用するシステム全体で効率の良い運営を行うことができる。
本発明の基地局装置は、前記のいずれかに記載の通信端末装置から送信された前記合成送信データを受信する基地局装置であって、前記基地局装置は、前記送信レート設定手段にて設定された各チャネルの前記送信データまたは前記再送データの送信レートの情報に基づいて前記合成送信データを各チャネルのデータに分離するチャネル分離手段と、前記チャネル分離手段にて分離された前記データに前記再送データがある場合には先に受信したデータに対して前記再送データにより誤り訂正をして復号する復号手段と、を具備する構成を採る。
この構成によれば、通信端末装置が可変にて設定した送信レートの合成送信データを受信して復号するので、効率良く受信データを復号することができる。
本発明の基地局装置は、前記構成において、チャネル毎に複数の送信レートを設定するとともに設定した送信レートをチャネル毎に一つ選択して各々組み合わせた送信レートの情報でかつ前記送信レート設定手段にて送信レートを設定する際に参照する情報と同一の情報であるチャネル分離情報を保存したテーブルを備える記憶手段を具備し、前記チャネル分離手段は、前記通信端末装置から送られてきた前記送信レート設定手段にて設定された各チャネルの送信レートの情報を用いて、前記記憶手段に記憶されている前記チャネル分離情報を参照することにより前記合成送信データを各チャネルのデータに分離する構成を採る。
この構成によれば、前記効果に加えて、あらかじめ記憶した通信端末装置にて送信レートを設定する際に用いた情報と同じ情報であるチャネル分離情報にて受信データを分離するので、簡単な方法にて効率の良いシステム運営を行うことができる。
本発明の送信レート設定方法は、初回の送信時と再送時とにおける優先順位に基づいて前記初回の送信時の送信データまたは前記送信データの誤りを通信相手にて訂正するための前記再送時の再送データの送信レートをチャネル毎に可変にて設定するようにした。
この方法によれば、初回の送信時と再送時とにおける優先順位に基づいて初回の送信時の送信データまたは再送時の再送データの送信レートをチャネル毎に可変にて設定するので、再送が繰り返されることによる伝送遅延を小さくすることができるとともに、各チャネルの送信レートを通信環境等により可変にて設定することができるので効率の良いシステム運営を行うことができる。
本発明の送信レート設定方法は、前記方法において、前記初回の送信時及び前記再送時と、優先順位とを関係付けた送信レート選択用情報を保存したテーブルを備えるとともに、再送データを送信するか否かの情報を用いて、前記送信レート選択用情報を参照して前記優先順位が低い前記初回の送信時の前記送信データまたは前記再送時の前記再送データほど送信レートが低くなるように送信レートを設定するようにした。
この方法によれば、前記効果に加えて、あらかじめ記憶しておいた通信相手と共通の初回の送信レート選択用情報を用いて送信レートを設定することができるので、簡単な方法にて送信レートを設定することができる。
本発明の送信方法は、初回の送信時と再送時とにおける優先順位に基づいて前記初回の送信時の送信データまたは前記送信データの誤りを通信相手にて訂正するための前記再送時の再送データの送信レートをチャネル毎に可変にて設定するステップと、設定された送信レートの前記送信データまたは前記再送データをチャネル間で合成して合成送信データを生成するステップと、生成された前記合成送信データを送信するステップと、を具備するようにした。
この方法によれば、初回の送信時と再送時とにおける優先順位に基づいて初回の送信時の送信データまたは再送時の再送データの送信レートをチャネル毎に可変にて設定するので、再送が繰り返されることによる伝送遅延を小さくすることができるとともに、各チャネルの送信レートを通信環境等により可変にて設定することができるので効率の良いシステム運営を行うことができる。
本発明の送信方法は、前記方法において、チャネル毎の優先順位に基づいて各チャネルの前記送信データまたは前記再送データの送信レートを可変にて設定するようにした。
この方法によれば、前記効果に加えて、初回の送信時または再送時における優先順位とチャネルの優先順位とに基づいて送信レートを可変にすることができるので、さらに効率の良いシステム運営を行うことができる。
本発明の送信方法は、前記方法において、チャネル毎に複数の送信レートを設定するとともに設定した送信レートをチャネル毎に一つ選択して各々組み合わせた送信レートの情報である送信レート情報を保存したテーブルを備え、前記通信相手より通知された前記チャネル毎の優先順位の情報を用いて前記送信レート情報を参照して、前記優先順位が低いチャネルほど送信レートが低くなるような送信レートの組み合わせを選択して送信レートを設定するようにした。
この方法によれば、前記効果に加えて、あらかじめ記憶しておいた通信相手と共通の送信レート情報を用いて送信レートを設定することができるので、簡単な方法にて送信レートを設定することができる。
本発明の送信方法は、前記方法において、許容される遅延時間が短い送信データを送信するチャネルほど前記優先順位が高いものとして送信レートを設定するようにした。
この方法によれば、前記効果に加えて、音声データ等の許容される遅延時間が短い送信データを送信するチャネルほど送信レートを高くすることができるので、許容される遅延時間が短い送信データの遅延時間を短縮することができる。また、例えばFTPなどの許容される遅延時間が長い送信データを送信するチャネルほど、システムに余裕のある時間をつかって転送することができるのでシステムとしての効率を高くすることができる。
本発明の送信方法は、前記方法において、前記初回の送信時及び前記再送時と、優先順位とを関係付けた送信レート選択用情報を保存したテーブルを備えるとともに、前記合成送信データに前記再送データが含まれているか否かの情報を用いて、前記送信レート選択用情報を参照して前記優先順位が低い前記初回の送信時の前記送信データまたは前記再送時の前記再送データほど送信レートが低くなるように送信レートを設定するようにした。
この方法によれば、前記効果に加えて、あらかじめ記憶しておいた通信相手と共通の初回の送信レート選択用情報を用いて送信レートを設定することができるので、簡単な方法にて送信レートを設定することができる。
本発明の送信方法は、前記方法において、前記再送データに対して再送毎に異なる送信レートを設定するようにした。
この方法によれば、前記効果に加えて、再送毎に異なる送信レートを設定するので、再送方式を適用するシステム全体で効率の良い運営を行うことができる。
本発明の通信方法は、初回の送信時と再送時とにおける優先順位に基づいて前記初回の送信時の送信データまたは前記送信データの誤りを通信相手にて訂正するための前記再送時の再送データの送信レートをチャネル毎に可変にて設定するステップと、設定された送信レートの前記送信データまたは前記再送データをチャネル間で合成して合成送信データを生成するステップと、生成された前記合成送信データを送信するステップと、前記合成送信データを受信するステップと、送信側にて設定された各チャネルの前記送信データまたは前記再送データの送信レートの情報に基づいて前記合成送信データを各チャネルのデータに分離するステップと、分離された前記データに前記再送データがある場合には先に受信したデータに対して前記再送データにより誤り訂正をして復号するステップと、を具備するようにした。
この方法によれば、初回の送信時と再送時とにおける優先順位に基づいて初回の送信時の送信データまたは再送時の再送データの送信レートをチャネル毎に可変にて設定するので、再送が繰り返されることによる伝送遅延を小さくすることができるとともに、各チャネルの送信レートを通信環境等により可変にて設定することができるので効率の良いシステム運営を行うことができる。
本発明によれば、複数チャネルを伝送するシステムにおいて、伝送遅延を小さくすることができるとともに効率の良いシステム運営を行うことができる。
本発明の骨子は、再送方式としてHARQを用いるとともに、初回の送信時と再送時とにおける優先順位に基づいて初回の送信時の送信データまたは送信データの誤りを通信相手にて訂正するための再送時の再送データの送信レートをチャネル毎に可変にて設定することである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係る通信端末装置100の構成を示すブロック図である。本実施の形態においては、トランスポートチャネル(以下「TrCH」と記載する)1、TrCH2及びTrCH3にて送信データを送信する場合について説明する。
アンテナ101は、切替部102から出力された送信データを後述する基地局装置へ送信し、基地局装置から送信されたデータを受信して切替部102へ出力する。
切替部102は、送信時において送信RF部119から入力した送信データをアンテナ101へ出力し、受信時においてアンテナ101から入力した受信データを受信RF部103へ出力する。
受信RF部103は、切替部102から入力した受信データを無線周波数からベースバンド周波数にダウンコンバートして逆拡散部104へ出力する。
逆拡散部104は、受信RF部103から入力した受信データを所定の拡散符号を用いて逆拡散処理して復調部105へ出力する。
復調部105は、逆拡散部104から入力した受信データを復調してRRC部106及びMAC部107へ出力する。
RRC部106は、復調部105から入力した受信データより、各チャネル及びチャネル間の初回の送信時と再送時とにおける優先順位を示す情報である送信レート選択用情報、及びチャネル毎に複数の送信レートを設定するとともに設定した送信レートをチャネル毎に一つ選択して各々組み合わせた送信レートの情報であるTFC選択用情報(送信レート情報)を抽出してMAC部107へ出力する。
送信レート設定手段であるMAC部107は、復調部105から入力した受信データより、Ack信号またはNack信号を抽出して初回の送信時及び再送時の判断または再送回数の判断を行う。そして、MAC部107は、初回の送信時及び再送時または再送回数の判断結果、各チャネルの送信したいデータの量を示す送信データ量情報、RRC部106から入力した送信レート選択用情報、RRC部106から入力したTFC選択用情報、及び後述する送信RF部119から入力した上り回線の送信電力の測定結果の情報である送信電力情報に基づいて、許容最大送信電力以下の所定の送信電力にて送信することができる各チャネルの送信レートの組み合わせのTFCを選択する。そして、MAC部107は、TrCHがHARQを行う様に設定されていない場合は設定した送信レートの送信データを符号化部112へ出力し、TrCHがHARQを行う様に設定されている場合は設定した送信レートの送信データを符号化部108へ出力する。また、MAC部107は、選択したTFCの情報であるTFC選択情報をTFC情報生成部115へ出力する。さらに、MAC部107は、選択したTFCにおける送信レートを超えないようにHARQ制御部111を制御する。なお、MAC部107の詳細については後述する。
符号化部108は、MAC部107から入力した送信データを符号化してインタリーブ部109へ出力する。
インタリーブ部109は、符号化部108から入力した送信データを所定のパターンにて並び替えてレートマッチング部110へ出力する。
レートマッチング部110は、インタリーブ部109から入力した送信データが1フレームに収まるようにデータをビット単位にて間引く処理またはデータをビット単位にて加える処理を行ってHARQ制御部111へ出力する。
HARQ部111は、MAC部107の制御によりMAC部107が選択したTFCの送信レートを超えない範囲内にて、レートマッチング部110から入力した送信データからパリティビットデータとして送る部分を選択して合成部116へ出力する。
符号化部112は、MAC部107から入力した送信データを符号化してインタリーブ部113へ出力する。
インタリーブ部113は、符号化部112から入力した送信データを所定のパターンにて並び替えてレートマッチング部114へ出力する。
レートマッチング部114は、インタリーブ部113から入力した送信データが1フレームに収まるようにデータをビット単位にて間引く処理またはデータを同一送信回内での再送(レペティション)を必要な分だけ行って1フレームが埋まるようにして合成部116へ出力する。なお、同一送信回内での再送を再送(レペティション)と記載し、NACKをうけてから異なった送信回での再送は、リトランスミッションともいわれるが、ここでは再送とただ記載されている場合はリトランスミッションを指す。レペティションの場合は、再送(レペティション)と記載する。
TFC情報生成部115は、MAC部107から入力したTFC情報を送信データに含めるための処理を行って合成部116へ出力する。
合成部116は、HARQ制御部111から入力した再送時の送信データとレートマッチング部114から入力した初回の送信時の送信データを合成するとともに、TFC情報生成部115から入力したTFC情報を含めて送信データとして変調部117へ出力する。
変調部117は、合成部116から入力した送信データを変調して拡散部118へ出力する。
拡散部118は、変調部117から入力した送信データを所定の拡散符号にて拡散処理して送信RF部119へ出力する。
送信RF部119は、拡散部118から入力した送信データをベースバンド周波数から無線周波数にアップコンバートするとともに所定の電力になるまで増幅して切替部102へ出力する。また、送信RF部119は、増幅した後の送信データの送信電力の情報である送信電力情報をMAC部107へ出力する。
次に、基地局装置200の構成について図2を用いて説明する。図2は、基地局装置200の構成を示すブロック図である。
アンテナ201は、通信端末装置100から送信されたデータを受信して受信RF部202へ出力する。
受信RF部202は、アンテナ201から入力した受信データを無線周波数からベースバンド周波数にダウンコンバートして逆拡散部203へ出力する。
逆拡散部203は、受信RF部202から入力した受信データを拡散処理の際に用いた拡散符号と同一の拡散符号にて逆拡散処理してレイク受信部204へ出力する。
レイク受信部204は、逆拡散部203から入力した受信データをレイク合成して分離部206へ出力する。
TFC判断部205は、基地局装置200の上位局である例えば制御局より指示された、チャネル毎に複数の送信レートを設定するとともに設定した送信レートをチャネル毎に一つ選択して各々組み合わせた送信レートの情報であるチャネル分離用情報を保存したテーブルを記憶している。そして、TFC判断部205は、レイク受信部204から分離部206に入力した受信データに含まれるTFC情報に即した各チャネルの送信レートの情報を分離部206へ出力する。なお、TFC選択用情報とチャネル分離用情報は同一の情報である。
チャネル分離手段である分離部206は、レイク受信部204から入力した受信データに含まれるTFC情報を抽出して、抽出したTFC情報を用いてTFC判断部205に記憶されているチャネル分離用情報を参照して各チャネルの送信レートを選択する。そして、分離部206は、選択した各チャネルの送信レートに応じて受信データを各チャネルの受信データに分離する。そして、分離部206は、HARQの設定されていないチャネルの場合には、分離した受信データをレートデマッチング部212へ出力し、HARQの設定されいるチャネルの場合には、分離した受信データをレートデマッチング部207へ出力する。
レートデマッチング部207は、分離部206から入力した受信データに対して送信時に間引かれたデータに対しては、中間値に相当する値を加える処理を行い、送信時に同一再送回内での再送(レペティション)されたデータに対しては再送データ間の合成を行うことでデータ数を調整してからデインタリーブ部208へ出力する。
デインタリーブ部208は、レートデマッチング部207から入力した受信データを最初の配列に戻すように並び替えて記憶部209及び加算器210へ出力する。
記憶部209は、デインタリーブ部208から入力した受信データを記憶する。そして、記憶部209は、誤り訂正復号部211から受信データに誤りが生じているために再送要求した旨の情報が入力した場合には、記憶している誤りが生じた受信データを所定のタイミングにて加算器210へ出力する。また、記憶部209は、誤り訂正復号部211から再送要求した旨の情報が入力しない場合には加算器210へは出力しない。
加算器210は、デインタリーブ部208から入力した再送データである受信データと記憶部210から入力した受信データとを加算して誤り訂正復号部211へ出力する。
誤り訂正復号部211は、加算器210から入力した受信データに対して誤り訂正するとともに復号して受信データとして出力する。
レートデマッチング部212は、分離部206から入力した受信データに対して送信時に間引いたデータを再び加える処理または送信時に加えてデータを間引く処理を行ってデインタリーブ部213へ出力する。
デインタリーブ部213は、レートデマッチング部212から入力した受信データを最初の配列に戻すように並び替えて誤り訂正復号部214へ出力する。
誤り訂正復号部214は、デインタリーブ部213から入力した受信データを誤り訂正して復号して受信データとして出力する。
次に、MAC部107の構成の詳細について図3を用いて説明する。図3は、MAC部107の構成を示すブロック図である。
判断部301は、送信RF部119から入力した送信電力情報を用いて記憶部302に記憶されているTFC選択用情報を参照することにより、許容最大送信電力以下の送信電力でかつ送信電力情報の所定の送信電力にて送信できる各チャネルの送信レートの組み合わせのTFCを検索する。そして、判断部301は、検索した結果、許容最大送信電力以下の送信電力でかつ所定の送信電力にて送信できる各チャネルの送信レートの組み合わせのTFCを選択して、選択したTFCの情報をTFC選択部303へ出力する。なお、許容最大送信電力は、判断部301があらかじめ記憶している。また、判断部301が選択するTFCは1つまたは複数の場合があり得る。
記憶部302は、あらかじめ基地局装置200から送信されてRRC部106にて抽出された後にRRC部106から入力したTFC選択用情報を記憶し、判断部301の検索により許容最大送信電力以下の送信電力でかつ所定の送信電力にて送信できる各チャネルの送信レートの組み合わせのTFCの情報を判断部301へ出力する。
TFC選択部303は、選択したTFCの送信レートにて各チャネルの送信データが送信されるようにして符号化部108または符号化部112へ出力するとともに、送信完了待ちデータ保持部304へ出力する。また、TFC選択部303は、判断部301から入力したTFCの情報の中から、RRC部106から入力した送信レート選択用情報の優先順位に基づいて1つのTFCを選択する。この時、TFC選択部303は、復調部105より全てのチャネルについてAck信号が入力した場合には再送データはないものと判断し、復調部105よりNack信号が入力したチャネルについては再送データを送信する必要があるものとしてTFCの選択を行う。さらに、TFC選択部303は、TFC情報をTFC情報生成部115へ出力するとともに、選択したTFCの送信レートを超えないようにHARQ制御部111を制御する。
送信完了待ちデータ保持部304は、TFC選択部303から入力した送信データを一時的に保持し、復調部105からNack信号が入力した場合には保持している送信データをTFC選択部303へ出力し、復調部105からAck信号が入力した場合には保持している送信データを廃棄する。
次に、通信端末装置100及び基地局装置200の動作について説明する。図4は、通信端末装置100及び基地局装置200を用いた通信システム400を示す図である。なお、図4において、通信端末装置100は図1と同一構成を有し、基地局装置200は図2と同一構成を有する。
最初に、制御局401は、例えば図5に示すTFC選択用情報及び図6に示す送信レート選択用情報を生成して基地局装置200へ伝送する。ここで、例えばTrCH1の送信データは音声データであり、TrCH2の送信データはストリーミングタイプのパケット通信データであり、TrCH3の送信データはWWWアクセスタイプのパケット通信データである。これより、許容される遅延時間が短い送信データを送信するチャネルほど優先順位が高いものとして、TrCH1の音声データが常に優先して送られることとなり、TrCH2のストリーミングタイプのパケット通信データがTrCH3のWWWアクセスタイプのパケット通信データより優先して送られる。さらに、TrCH2の送信データに関しては、初回の送信時に比べて再送時の優先順位が高くなっているため、誤りがあったデータが優先的に送られるようになり、QoSの管理ができるようになっている。またここではTrCH1である音声データは、誤り率に対する要求が緩いが,特に遅延時間に対する要求が厳しいのでHARQは設定されていない。またTrCH2であるストリーミングタイプのパケット通信データは、誤り率に対する要求は緩く、遅延時間に対する要求はWWWアクセスよりも厳しくて音声よりは緩い。TrCH3であるWWWアクセスタイプは誤り率に対する要求は厳しく、遅延時間に対する要求は最も緩い。これらを勘案してTrCH2およびTrCH3に対してはHARQが設定されている。ここでは3つのTrCHの例を記載するが3チャネルに制限されるものではない。また、図6の送信レート選択用情報は、初回の送信時と再送時において優先順位を設ける場合であるが、再送が繰り返し行われる場合には、再送回数毎に異なる優先順位を設けることも可能である。
次に、TFC選択用情報及び送信レート選択用情報を受け取った基地局装置200は、TFC選択用情報をチャネル分離用情報としてTFC判断部205に記憶するとともに、TFC選択用情報及び送信レート選択用情報を通信端末装置100へ送信する。次に、TFC選択用情報及び送信レート選択用情報を受信した通信端末装置100は、RRC部106にてTFC選択用情報及び送信レート選択用情報を抽出して、MAC部107にてTFC選択用情報を記憶する。ここまでの処理は通信を開始する前に行う。
次に、通信端末装置100は、MAC部107にてTFC選択用情報及び送信電力情報より、許容最大送信電力以下の送信電力でかつ送信電力情報の所定の送信電力にて送信できる送信レートの組み合わせのTFCを選択する。例えば、全てのチャネルでデータ送信を行いたい旨の送信データ量情報が入力し、いずれのチャネルにおいても再送データがない場合において、許容最大送信電力以下の送信電力でかつ送信電力情報の所定の送信電力にて送信できる各チャネルの送信レートとして、TrCH1〜TrCH3の合計ビット数が500ビットである場合、MAC部107は、TrCH1〜TrCH3の合計ビット数が500ビットを超えないTFCとしてTFC=2、TFC=3、TFC=4、TFC=6及びTFC=7を選択する。この結果、図7に示すように、MAC部107は、TFC=1及びTFC=5は送信禁止を示す「Blocked state」とするとともに、TFC=2〜TFC=4、TFC=6及びTFC=7は送信許可を示す「Supported state」として、各TFCを図8に示す状態にする。このように、通信端末装置100は、通信端末装置100のスロット毎の送信電力の情報を用いて、TFC毎に継続的にElimination、Blocking、Recoveryの評価基準を適用して、「Supported state」、「Excess-power state」及び「Blocked state」のステート遷移を行う。
具体的には、通信端末装置100が例えば30スロット中15スロットにて、選択したTFCを送信した場合に、その送信パワが許容される最大送信電力を超えるようならばElimination基準が満たされたものと判断してExcess-power stateになる。また、Excess-power stateになってからは、一定時間経過後にBlocked stateになる。Blocked stateへの遷移に要する長さは、上位レイヤでのビットレートの変更に要する時間、インタリーブ長及びレイヤ1から上位への信号伝達遅延を考慮して決定される。Blocked stateからは、所定のTFCを送信した場合に送信電力が許容される最大送信電力を連続して30スロット期間において超えない場合にはRecovery基準が満たされたものと判断してSupported stateに遷移する。
次に、MAC部107は、図6の送信レート選択用情報よりTrCH1の優先順位が最も高いので、選択したTFC=2、TFC=3、TFC=4、TFC=6及びTFC=7の中からTrCH1のビット数が0ビットでないTFC=2、TFC=3及びTFC=4を選択する。次に、MAC部107は、図6の送信レート選択用情報よりTrCH3の送信データよりもTrCH2の送信データの方が優先順位が高いので、選択したTFC=2、TFC=3及びTFC=4の中からTFC=2を選択する。これより、MAC部107は、TrCH1の送信データとして100ビットを符号化部112に出力し、TrCH2の送信データとして200ビットを符号化部108へ出力する。合成部116はTrCH1の送信データおよびTrCH2の送信データを合成する。このときTrCH3の送信データは0となる.
次に、全てのチャネルでデータ送信を行いたい送信データ量情報が入力し、TrCH2に再送データが残っているとともにTrCH1及びTrCH3には再送データがない場合において、許容最大送信電力以下の送信電力でかつ送信電力情報の所定の送信電力にて送信できる各チャネルの送信レートとして、TrCH1〜TrCH3の合計ビット数が500ビットである場合、上記と同様の順番にてTFC=2が選択されるが、TrCH2については再送データが送られる。これにより、MAC部107は、TrCH1の送信データとして100ビットを符号化部108へ出力し、TrCH2の再送データとして200ビットを符号化部108へ出力し、合成部116はTrCh1の送信データ及びTrCH2の再送データを合成する。
この時、TrCH2では誤り訂正と再送とを合わせて行う方式であるHARQにより再送データが送信される。HARQとしては、誤ったデータは受信側で廃棄されるとともに再送データが独立して復号され、最初のデータと再送データとの間では合成処理は行われないタイプ1と呼ばれる方式、誤ったデータは受信側で廃棄されずに再送データの追加の冗長ビットと合成して復号されるタイプ2と呼ばれる方式、またはタイプ2と同じ方式であるが、再送データ単体でも復号ができるタイプ3と呼ばれる方式の何れかの方式を採用することが可能である。また、これ以外のHARQの分類方法として、初回送信及び再送において同じデータを送り、受信側にて初回データと再送データとの合成を行ってから誤り訂正復号するChase combiningと呼ばれる方式、初回送信と再送とにおいて送るパリティビットデータの一部または全部が異なるようにし、受信側にてパリティビットデータの異なる部分は冗長度が高いものとするとともにパリティビットデータの同一の部分は合成を行って誤り訂正復号するIncremental redundancyと呼ばれる方式のどちらかを採用できる。Incremental redundancyの方式の中には再送時にはシステマティックビットデータを送らない方式とシステマティックビットを送る方式があるが、そのどちらにも適用が可能である。
次に、TrCH3の送信データを送信したい送信データ量情報が入力し、TrCH1及びTrCH2の送信データを送信した後に再送要求がないとともにTrCH3の再送データがない場合において、許容最大送信電力以下の送信電力でかつ送信電力情報の所定の送信電力にて送信できる各チャネルの送信レートとして、TrCH1〜TrCH3の合計ビット数が400ビットである場合、MAC部107は、TrCH1〜TrCH3の合計ビット数が400ビットを超えないTFCとしてTFC=2、TFC=4、TFC=6及びTFC=7を選択する。この結果、図7に示すように、MAC部107は、TFC=3を「Supported state」から送信禁止直前を示す「Excess-power state」に遷移させ(ステップST701)、「Excess-power state」から「Blocked state」に遷移させて(ステップST702)、TFC=1、TFC=3及びTFC=5は送信禁止を示す「Blocked state」にするとともに、TFC=2、TFC=4、TFC=6及びTFC=7は送信許可を示す「Supported state」にして、各TFCを図9に示す状態にする。次に、MAC部107は、選択したTFC=2、TFC=4、TFC=6及びTFC=7の中からTrCH3のビット数が最も多いTFC=6を選択する。これより、MAC部107は、TrCH3の送信データとして400ビットを符号化部112へ出力する。
HARQの使われ方としては大きく分けて2通りがある。一つ目の使われ方は、初回送信の目標BLER(block error rate)を低めにする方法である。この方法は、基本的に初回送信でデータが通るようにするものである。しかし誤った場合においてもすぐに再送データを送る。この再送データを送る判断をレイヤ1等の低いレイヤで判断することで再送までの時間を短縮することができる。これにより、遅延を短縮することができ、遅延に敏感なタイプのアプリケーションでのゲインを得ることができる。もう一つの使われ方は、初回送信の目標BLERを高めにする方法である。この方法は、複数回をかけてデータが通るようにするものである。初回送信で目標BLERを高めにすることで移動機送信パワまたは送信データの符号化率を高くすることができる。このような場合においても、ある割合でデータの通信が成功するものであり、Ack信号を送信側に対して返すことで移動機送信パワを減らすことができる。これにより、電波利用効率を改善することができるとともに、符号化率を高くした場合にはビットレートを向上させることができる。このように、初回の送信時と再送時における優先順位、及びチャネル毎の優先順位を可変にて設定するとともに、目標BLERを調整することでさらに効率の良いシステム運営を行うことができる。
上記の通信システム400及び通信端末装置100は、通信端末装置が送信側になるUMTSシステム(WCDMAシステム)の拡張として考えられているEUDTCH(拡張上りDTCH方式)またはHSUPA(High Speed Uplink Packet Access;上り高速伝送方式)へ適用可能である。
このように、本実施の形態によれば、初回の送信時と再送時または再送回数に応じて異なる優先順位に基づいて送信データの送信レートを設定してHARQ方式にて再送制御を行うので、伝送遅延を小さくすることができるとともに効率の良いシステム運営を行うことができる。また、本実施の形態によれば、チャネル毎の優先順位に基づいてスケジューリングを行ってHARQ方式にて再送制御を行うので、さらに効率の良いシステム運営を行うことができる。また、本実施の形態によれば、例えば音声データのように許容される遅延時間が短いデータの場合には、送信における優先順位を高くするので、音声データ以外のパケット通信データ等の再送を不用意に繰り返すことにより、再送データの送信を画一的に優先することに起因する受信側にて音声が途切れてしまう状態を防ぐことができる。また、例えばFTP等の許容される遅延時間が長い送信データを送信するチャネルは、システムに余裕のある時間をつかって転送することができるのでシステムとしての効率を高くすることができる。また、初回の送信時と再送時との2つのケースに分けて優先順位を設定する場合には、通信端末装置が送信レートを設定する際の優先順位を判断する処理を簡素化することができる。また、再送毎に異なる送信レートを設定した場合には、再送方式を適用するシステム全体で効率の良い運営を行うことができる。
なお、上記実施の形態において、TrCH1の送信データを音声データとし、TrCH2の送信データをストリーミングタイプのパケット通信データとするとともにTrCH3の送信データはWWWアクセスタイプのパケット通信データとしたが、これに限らず、任意の種別のデータに対して必要に応じて優先順位を設定することができる。また、本実施の形態において、CDMAシステムに適用することとしたが、これに限らず、CDMAシステム以外の任意のシステムにも適用可能である。また、本実施の形態においては、再送方式としてHARQを用いることとしたが、これに限らず、HARQ以外の任意の再送方式を適用することが可能である。また、本実施の形態において、チャネル毎の優先順位の情報、及び初回の送信時または再送時における優先順位の情報を1つの送信レート選択用情報として記憶することとしたが、これに限らず、チャネル毎の優先順位の情報と、初回の送信時または再送時における優先順位の情報とに分けて、各々異なる情報として記憶するようにしても良い。
本発明にかかる通信端末装置及び送信方法は、複数チャネルを伝送するシステムにおいて、伝送遅延を小さくするとともに効率の良いシステム運営を行う効果を有し、スケジューリングしてデータを送信するのに有用である。
本発明の実施の形態に係る通信端末装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係るMAC部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図 本発明の実施の形態に係るTFCと各チャネルの送信レートとの関係を示す図 本発明の実施の形態に係る各チャネルの初回の送信時及び再送時と優先順位との関係を示す図 本発明の実施の形態に係る状態遷移を示す図 本発明の実施の形態に係る各TFCの状態を示す図 本発明の実施の形態に係る各TFCの状態を示す図
符号の説明
100 通信端末装置
106 RRC部
107 MAC部
108、112 符号化部
109、113 インタリーブ部
110、114 レートマッチング部
111 HARQ制御部
115 TFC情報生成部
116 合成部
117 変調部
118 拡散部
119 送信RF部

Claims (17)

  1. 初回の送信時と再送時とにおける優先順位に基づいて前記初回の送信時の送信データまたは前記送信データの誤りを通信相手にて訂正するための前記再送時の再送データの送信レートをチャネル毎に可変にて設定する送信レート設定手段と、
    前記送信レート設定手段にて設定された送信レートの前記送信データまたは前記再送データをチャネル間で合成して合成送信データを生成する合成手段と、
    前記合成手段にて生成された前記合成送信データを送信する送信手段と、
    を具備することを特徴とする通信端末装置。
  2. 前記送信レート設定手段は、チャネル毎の優先順位に基づいて各チャネルの前記送信データまたは前記再送データの送信レートを可変にて設定することを特徴とする請求項1記載の通信端末装置。
  3. 前記送信レート設定手段は、チャネル毎に複数の送信レートを設定するとともに設定した送信レートをチャネル毎に一つ選択して各々組み合わせた送信レートの情報である送信レート情報を保存したテーブルを備え、前記通信相手より通知された前記チャネル毎の優先順位の情報を用いて前記送信レート情報を参照して、前記優先順位が低いチャネルほど送信レートが低くなるような送信レートの組み合わせを選択して送信レートを設定することを特徴とする請求項2記載の通信端末装置。
  4. 前記送信レート設定手段は、許容される遅延時間が短い送信データを送信するチャネルほど前記優先順位が高いものとして送信レートを設定することを特徴とする請求項2または請求項3記載の通信端末装置。
  5. 前記送信レート設定手段は、前記初回の送信時及び前記再送時と、優先順位とを関係付けた送信レート選択用情報を保存したテーブルを備えるとともに、前記合成送信データに前記再送データが含まれているか否かの情報を用いて、前記送信レート選択用情報を参照して前記優先順位が低い前記初回の送信時の前記送信データまたは前記再送時の前記再送データほど送信レートが低くなるように送信レートを設定することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の通信端末装置。
  6. 前記送信レート設定手段は、前記再送データに対して再送毎に異なる送信レートを設定することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の通信端末装置。
  7. 請求項1から請求項6のいずれかに記載の通信端末装置から送信された前記合成送信データを受信する基地局装置であって、
    前記基地局装置は、
    前記送信レート設定手段にて設定された各チャネルの前記送信データまたは前記再送データの送信レートの情報に基づいて前記合成送信データを各チャネルのデータに分離するチャネル分離手段と、
    前記チャネル分離手段にて分離された前記データに前記再送データがある場合には先に受信したデータに対して前記再送データにより誤り訂正をして復号する復号手段と、
    を具備することを特徴とする基地局装置。
  8. チャネル毎に複数の送信レートを設定するとともに設定した送信レートをチャネル毎に一つ選択して各々組み合わせた送信レートの情報でかつ前記送信レート設定手段にて送信レートを設定する際に参照する情報と同一の情報であるチャネル分離情報を保存したテーブルを備える記憶手段を具備し、
    前記チャネル分離手段は、前記通信端末装置から送られてきた前記送信レート設定手段にて設定された各チャネルの送信レートの情報を用いて、前記記憶手段に記憶されている前記チャネル分離情報を参照することにより前記合成送信データを各チャネルのデータに分離することを特徴とする請求項7記載の基地局装置。
  9. 初回の送信時と再送時とにおける優先順位に基づいて前記初回の送信時の送信データまたは前記送信データの誤りを通信相手にて訂正するための前記再送時の再送データの送信レートをチャネル毎に可変にて設定することを特徴とする送信レート設定方法。
  10. 前記初回の送信時及び前記再送時と、優先順位とを関係付けた送信レート選択用情報を保存したテーブルを備えるとともに、再送データを送信するか否かの情報を用いて、前記送信レート選択用情報を参照して前記優先順位が低い前記初回の送信時の前記送信データまたは前記再送時の前記再送データほど送信レートが低くなるように送信レートを設定することを特徴とする請求項9記載の送信レート設定方法。
  11. 初回の送信時と再送時とにおける優先順位に基づいて前記初回の送信時の送信データまたは前記送信データの誤りを通信相手にて訂正するための前記再送時の再送データの送信レートをチャネル毎に可変にて設定するステップと、
    設定された送信レートの前記送信データまたは前記再送データをチャネル間で合成して合成送信データを生成するステップと、
    生成された前記合成送信データを送信するステップと、
    を具備することを特徴とする送信方法。
  12. チャネル毎の優先順位に基づいて各チャネルの前記送信データまたは前記再送データの送信レートを可変にて設定することを特徴とする請求項11記載の送信方法。
  13. チャネル毎に複数の送信レートを設定するとともに設定した送信レートをチャネル毎に一つ選択して各々組み合わせた送信レートの情報である送信レート情報を保存したテーブルを備え、前記通信相手より通知された前記チャネル毎の優先順位の情報を用いて前記送信レート情報を参照して、前記優先順位が低いチャネルほど送信レートが低くなるような送信レートの組み合わせを選択して送信レートを設定することを特徴とする請求項12記載の送信方法。
  14. 許容される遅延時間が短い送信データを送信するチャネルほど前記優先順位が高いものとして送信レートを設定することを特徴とする請求項12または請求項13記載の送信方法。
  15. 前記初回の送信時及び前記再送時と、優先順位とを関係付けた送信レート選択用情報を保存したテーブルを備えるとともに、前記合成送信データに前記再送データが含まれているか否かの情報を用いて、前記送信レート選択用情報を参照して前記優先順位が低い前記初回の送信時の前記送信データまたは前記再送時の前記再送データほど送信レートが低くなるように送信レートを設定することを特徴とする請求項11から請求項14のいずれかに記載の送信方法。
  16. 前記再送データに対して再送毎に異なる送信レートを設定することを特徴とする請求項11から請求項15のいずれかに記載の送信方法。
  17. 初回の送信時と再送時とにおける優先順位に基づいて前記初回の送信時の送信データまたは前記送信データの誤りを通信相手にて訂正するための前記再送時の再送データの送信レートをチャネル毎に可変にて設定するステップと、
    設定された送信レートの前記送信データまたは前記再送データをチャネル間で合成して合成送信データを生成するステップと、
    生成された前記合成送信データを送信するステップと、
    前記合成送信データを受信するステップと、
    送信側にて設定された各チャネルの前記送信データまたは前記再送データの送信レートの情報に基づいて前記合成送信データを各チャネルのデータに分離するステップと、
    分離された前記データに前記再送データがある場合には先に受信したデータに対して前記再送データにより誤り訂正をして復号するステップと、
    を具備することを特徴とする通信方法。
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