JP2008236154A - 基地局装置およびofdmスケジューリング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】LTEシステムのような下り無線アクセスにOFDM方式を採用する移動通信システムにおいて、端末装置におけるFFTの演算量を削減して、端末装置の消費電力の軽減を可能にする。
【解決手段】スケジューリング部10は、端末装置における呼び出しチャネルに対するFFT演算量が少なくなるように、呼び出しチャネルのデータを並べ替える。報知情報送信部11は、スケジューリング部10からの並べ替え情報を、報知情報として端末装置に送信する。S/P変換部12は、スケジューリング部10からの下り送信チャネルのデータをパラレル信号に変換する。周波数変換部13は、パラレル信号の下り送信チャネルのデータをIFFT処理して互いに直交する複数のサブキャリアを生成する。信号送信部20は、複数のサブキャリアに基づいて送信信号を生成し、その送信信号を送信する。
【選択図】図1
【解決手段】スケジューリング部10は、端末装置における呼び出しチャネルに対するFFT演算量が少なくなるように、呼び出しチャネルのデータを並べ替える。報知情報送信部11は、スケジューリング部10からの並べ替え情報を、報知情報として端末装置に送信する。S/P変換部12は、スケジューリング部10からの下り送信チャネルのデータをパラレル信号に変換する。周波数変換部13は、パラレル信号の下り送信チャネルのデータをIFFT処理して互いに直交する複数のサブキャリアを生成する。信号送信部20は、複数のサブキャリアに基づいて送信信号を生成し、その送信信号を送信する。
【選択図】図1
Description
本発明は、下り無線アクセス方式としてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式を使用する移動通信システムに関し、特には、呼び出しチャネルの個々のデータをどの周波数に割り当てるかを決定するためのスケジューリングを行うためのOFDMスケジューリング方法に関する。
近年、無線アクセス方式として、高速伝送が可能でフェージングやマルチパスにも強いOFDM方式が注目されている(特許文献1、2参照)。OFDM方式は、周波数の直交性を利用して、直交する複数の搬送波(サブキャリア)の信号を多重化するデジタル変復調方式である。
OFDM方式を用いた通信システムでは、送信側は、入力シンボル列をパラレル信号に変換した後に、各シンボル列に対してIFFT(逆高速フーリエ変換)を施し、IFFTを施された信号をシリアル信号に変換して送信する。受信側は、受信したシンボル列をパラレル信号に変換した後にFFT(高速フーリエ変換)を行い、FFTを行った信号をシリアル信号に変換することにより、元のシンボル列を復元する。
OFDM方式を採用した移動通信システムとして、LTE(Long Term Evolution:スーパー3G)システムが知られている。
LTEシステムでは、基地局装置から端末装置への下り無線アクセス方式として、OFDM方式を採用する。LTEシステムにおける端末装置は、従来の3Gシステムと同様に待ち受け中に呼び出しチャネルのモニタを周期的に行う。また、この端末装置は、消費電力削減を目的として、呼び出しチャネルのモニタを行っている以外の時間はスリープ動作に入る。
LTEシステムは、1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHzの周波数帯域幅を持ち、呼び出しチャネルは、5MHzの周波数帯域幅が割り当てられている。
LTEシステムでは、基地局装置から端末装置への下り回線の無線アクセス方法にOFDM方式を採用するため、送信側の基地局装置はIFFT演算を行い、受信側の端末装置はFFT演算を行う。FFT演算は、送信側でサブキャリア多重された信号から各サブキャリアを分離するために使われる。
LTEシステムにおいて、受信側の端末装置で行われるFFT演算を、図5を参照して説明する。図5では、64点4基底のFFT演算について示されている。
図5において、FFTバタフライ演算ブロックB(j,i)は、端末装置に設けられ、入力される4つのデータに対して複素数の積和演算を行い4つのデータを出力する。以下、FFTバタフライ演算ブロック(j,i)を、バタフライ演算B(j,i)とも称する。ここで、バタフライ演算B(i,j)の要素であるiとjは、i段目(i=0、1、2)のj番目(j=0、1、2、・・・、15)を示す。
x(0)、x(1)、・・・、x(63)は、端末装置にて時系列でサンプリングされる受信信号であり、基地局装置にてOFDM変調(複数の直交するサブキャリアに配置された呼び出しチャネルの各データを多重したもの)された信号である。X(0)、X(16)、X(32)、・・・、X(63)は、呼び出しチャネルの各データに分離された信号である。
このように、呼び出しチャネルの各データが送られる場所(図5におけるX(0)、X(16)、・・・、X(63)に相当)をどのように設定するかはスケジューリングと呼ばれ、基地局装置では、このOFDMスケジューリングを行うことにより、呼び出しチャネルの各データをどの周波数(サブキャリア)に割り当てるかを決定する。
図5の例において、基地局装置が、あるチャネル(具体的には、呼び出しチャネル)のデータを、X(0)、X(1)、・・・、X(7)に割り当てたとする。この場合、端末装置は、そのチャネル(呼び出しチャネル)のデータを取得するためには、バタフライ演算B(0,0)〜B(15,0)、B(0,1)〜B(15,1)、B(0,2)、B(1,2)、B(4,2)、B(5,2)、B(8,2)、B(9,2)、B(12,2)、B(13,2)を使用して、それらバタフライ演算Bに対応する演算を行うことが必要となる。
特開2002−26859号公報
特開2003−60614号公報
LTEシステムの基地局装置は、端末装置でのFFT処理の最適化を考慮して、OFDMスケジューリングを行っているわけではないため、端末装置は、入力された全てのデータに対してFFT演算を行う必要があった。
その結果、端末装置は、呼び出しチャネルのモニタしか行わない待ち受け中においても、呼び出しチャネル以外の本来不要なデータに対しても必ずFFT演算を行う。このため、待ち受け中の消費電力の低減といった観点で課題があった。
本発明の目的は、LTEシステムのような下り無線アクセスにOFDM方式を採用する移動通信システムにおいて、端末装置におけるFFTの演算量を削減して、端末装置の消費電力の軽減を可能にするOFDMスケジューリング方法および基地局装置を提供することである。
上記問題を解決するために、本発明の基地局装置は、下り無線アクセス方式としてOFDM方式を使用する移動通信システムにおける基地局装置であって、入力された呼び出しチャネルの複数のデータを、端末装置におけるFFT演算量が少なくなるように並び替えるスケジューリング部と、前記並び替えに関する並び替え情報を、報知情報として送信する報知情報送信部と、前記並び替えられた呼び出しチャネルのデータを、パラレル信号に変換するシリアル/パラレル変換部と、前記パラレル信号の呼び出しチャネルの各データを、互いに直交する周波数の複数のサブキャリアに変換する周波数変換部と、前記複数のサブキャリアに基づいて送信信号を生成し、当該送信信号を送信する信号送信部と、を含む。
また、本発明のOFDMスケジューリング方法は、下り無線アクセス方式としてOFDM方式を使用する移動通信システムにおける基地局装置が行うOFDMスケジューリング方法であって、入力された呼び出しチャネルの複数のデータを、端末装置におけるFFT演算量が少なくなるように並び替える並び替えステップと、前記並び替えに関する並び替え情報を、報知情報として送信する報知情報送信ステップと、前記並び替えられた呼び出しチャネルのデータを、パラレル信号に変換する変換ステップと、前記パラレル信号の呼び出しチャネルのデータを、互いに直交する周波数の複数のサブキャリアに変換する周波数変換ステップと、前記複数のサブキャリアに基づいて送信信号を生成し、当該送信信号を送信する信号送信ステップと、を含む。
上記発明によれば、呼び出しチャネルの複数のデータは、端末装置におけるFFT演算量が少なくなるように並び替えられる。このため、端末装置では、呼び出しチャネルの複数のデータを得るために必要なFFT演算量を少なくすることが可能となり、待ち受け中の消費電力の軽減を図ることが可能になる。
なお、前記スケジューリング部は、前記呼び出しチャネルの複数のデータを復元するために前記端末装置内で使用されるFFTバタフライ演算部の数が少なくなるように、当該複数のデータを並び替えることが望ましい。
上記発明によれば、端末装置において、FFTバタフライ演算部の使用数を少なくでき、FFT演算量を少なくできる。このため、端末装置において待ち受け中の消費電力の軽減および端末装置の小型化を図ることが可能になる。
また、前記呼び出しチャネルは、LTEシステムにおける呼び出しチャネルであることが望ましい。
上記発明によれば、LTEシステムの端末装置において、待ち受け中の消費電力を軽減することが可能になる。
また、前記スケジューリング部は、前記呼び出しチャネルのデータの数が少なくなるほど、互いに異なる複数の周波数帯域幅から狭い周波数帯域幅を選択し、前記周波数変換部は、前記パラレル信号の呼び出しチャネルの各データを、前記選択された周波数帯域幅に対応する前記複数のサブキャリアに変換することが望ましい。
上記発明によれば、呼び出しチャネルのデータの数が少なくなるほど、狭い周波数帯域幅が選択され、サブキャリアの数も少なくなる。
このため、データの数が少なくなると、そのデータ数に応じてサブキャリア数を少なくでき、これに伴い、端末装置が行わなければならないFFT演算の量も少なくできる。その結果、待ち受け中の消費電力を軽減することが可能になる。
本発明によれば、端末装置におけるFFTの演算量を削減して、端末装置の消費電力を軽減することが可能になる。
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
(第1の実施例)
図1は、本発明の第1の実施例の移動通信システムにおける基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施例では、移動通信システムとして、LTEシステムが用いられる。
図1は、本発明の第1の実施例の移動通信システムにおける基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施例では、移動通信システムとして、LTEシステムが用いられる。
図1において、基地局装置は、LTEシステムに対応し、スケジューリング部10と、報知情報送信部11と、シリアル/パラレル(S/P)変換部12と、周波数変換部13と、サブキャリア合成部14と、ガードインターバル付加部15と、シンボル整形部16と、D/A変換部17と、直交変換部18と、RF部19と、を含む。周波数変換部13は、周波数変換部13−1〜13−64を含む。サブキャリア合成部14と、ガードインターバル付加部15と、シンボル整形部16と、D/A変換部17と、直交変換部18と、RF部19とで、信号送信部20を構成する。
スケジューリング部10は、下り送信チャネル(呼び出しチャネル、報知チャネル、パイロットチャネル等・・・)のデータ(Xa(0)・・・Xa(p)、Xb(0)・・・Xb(q)、・・・、Xx(0)・・・Xx(x))を入力とし、端末装置における呼び出しチャネルに対するFFT演算量が少なくなるように、入力したデータを並べ替える。
例えば、スケジューリング部10は、呼び出しチャネルの複数のデータを復元するために端末装置内で使用されるFFTバタフライ演算部の数(図5参照)が少なくなるように、呼び出しチャネルの複数のデータを並び替える。
スケジューリング部10は、並び替えた下り送信チャネルのデータ(シリアルデータ)を、S/P変換部12に提供し、また、データの並び替えに関する並べ替え情報(データの並び替え方を表す並べ替え情報)を、報知情報送信部11に提供する。
報知情報送信部11は、スケジューリング部10からの並べ替え情報を、報知情報として端末装置に送信する。
S/P変換部12は、スケジューリング部10からの下り送信チャネルのデータ(シリアル信号)を入力とし、下り送信チャネルのデータに対して1対64のシリアル−パラレル変換を行うことにより、下り送信チャネルのデータをパラレル信号に変換する。
周波数変換部13は、パラレル信号の下り送信チャネルのデータを、互いに直交する周波数の複数のサブキャリアに変換する。
周波数変換部13−1〜13−64は、S/P変換部12からの下り送信チャネルのデータを入力とし、そのデータについて、IFFT処理を含む周波数変換(ここで周波数変換部13−1〜13−64の各周波数(サブキャリア周波数)は互いに直交する性質を持つ異なる周波数)を行って、そのデータが配置されたサブキャリアを生成する。
サブキャリア合成部14は、周波数変換部13−1〜13−64からのサブキャリアを入力とし、全てのサブキャリアを合成する。
信号送信部20は、複数のサブキャリアに基づいて送信信号を生成し、その送信信号を送信する。
以上、実施例の構成を述べたが、図1に示したガードインターバル付加部15、シンボル整形部16、D/A変換部17、直交変調部18およびRF部19は、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成は省略する。
次に、移動通信システムの動作を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、図2に示したスケジューリングテーブルについて説明をする。スケジューリングテーブルは、スケジューリング部10にて保持される。
図2において、16個(第1群第1グループ、第1群第2グループ、・・・第4群第4グループ)の各ブロックは、端末装置内のFFTバタフライ演算ブロック(以下、単に「バタフライ演算ブロック」とも称する。)に対応する。
1つのバタフライ演算ブロック(例えば、第1群第1グループ)は、4つのチャネルデータ(この例では、X(0)、X(16)、X(32)、X(48))を同時に求めることができる。
このため、下り送信チャネルの任意のチャネルのデータ(例えば、呼び出しチャネルのデータ)を、できるだけ少ない数のバタフライ演算ブロックにまとめることにより、バタフライ演算数(量)を減らすことができる。
次に、図1に示したスケジューリング部10の動作を図2に示すスケジューリングテーブルを使用して説明する。
図1において、呼び出しチャネルのデータがスケジューリング部10に与えられると、スケジューリング部10は、図2に示したスケジューリングテーブルにおいて各データが可能な限り同一バタフライ演算ブロックに収まるように、換言すると、各データが収められるバタフライ演算ブロックの数が少なくなるように、各データをバタフライ演算ブロックに対応するチャネルデータX(n)に配置する。
例えば、呼び出しチャネルのデータXa(0)、Xa(1)、Xa(2)、Xa(3)、Xa(4)、Xa(5)、Xa(6)およびXa(7)がスケジューリング部10に与えられると、スケジューリング部10は、Xa(0)→X(0)、Xa(1)→X(16)、Xa(2)→X(32)、Xa(3)→X(48)、Xa(4)→X(4)、Xa(5)→X(20)、Xa(6)→X(36)、Xa(7)→X(52)となるように、各データを配置する。
同様にして、スケジューリング部10は、報知チャネルのデータも、Xb(0)→X(8)、Xb(1)→X(24)、Xb(2)→X(40)、Xb(3)→X(56)と配置する。
各チャネルのデータの配置が終わると、各チャネルのデータは、下り送信チャネルのデータとして、X(0)、X(1)、・・・、X(63)の順で、スケジューリング部10からS/P変換部12にシリアルに出力される。
下り送信チャネルのデータがS/P変換部12に入力されると、S/P変換部12は、入力された順に各データをパラレル変換して出力する。ここでは、X(0)→周波数変換部13−1、X(1)→周波数変換部13−2、・・・、X(63)→周波数変換部13−64へと出力される。
下り送信チャネルのデータ(X(0)、・・・、X(63))が周波数変換部13−1〜13−64に入力されると、周波数変換部13−1〜13−64は、入力されたデータを予め決められた周波数f1、f2、・・・、f64(ここで、f1<f2<・・・<f64)への変換処理(IFFT処理を有する。)を行なって、入力されたデータが配置されたサブキャリアを生成する。
周波数変換部13−1〜13−64からの出力がサブキャリア合成部14に入力されると、サブキャリア合成部14は、入力された全ての信号を合成して出力する。ここで出力される信号は、図3におけるx(0)、x(1)、・・・、x(63)に相当する信号となる。
次に、図3を参照して、呼び出しチャネルを例にとり端末装置の動作について説明をする。
端末装置は、報知情報を取得することにより、呼び出しチャネルのデータがX(0)、X(16)、X(32)、X(48)、X(4)、X(20)、X(36)、X(52)で送られることを既に認識している。このため、図3において、端末装置は、B(0,0)〜B(15,0)、B(0,1)〜B(3,1)、B(0,2)〜B(1,2)のバタフライ演算ブロックでのみFFT演算を行うことにより、呼び出しチャネルのデータを受信することができる。
以上説明したように、本実施例によれば、以下に記載するような効果を奏する。
第1の効果は、端末装置における呼び出しチャネルに対するFFT演算量が少なくなるように、基地局装置でスケジューリングしているので、端末装置における呼び出しチャネルに対するFFT演算量の減少に伴い、端末装置の待ち受け中消費電力を軽減できることである。
第2の効果は、呼び出しチャネルの複数のデータを復元するために端末装置内で使用されるFFTバタフライ演算部の数が少なくなるように、基地局装置でスケジューリングしているので、端末装置が必要とするFFTバタフライ演算部の数を少なくでき、端末装置を小型化できることである。
第3の効果は、移動通信システムとしてLTEシステムが用いられた場合、呼び出しチャネルは、LTEシステムにおける呼び出しチャネルとなり、LTEシステムの端末装置において、待ち受け中の消費電力を軽減することが可能になることである。
(第2の実施例)
次に、本発明の第2の実施例の移動通信システムについて説明する。
次に、本発明の第2の実施例の移動通信システムについて説明する。
本発明の第2の実施例は、その基本的構成は第1の実施例とほぼ同様である。
第2の実施例が第1の実施例と異なる点は、スケジューリング部10と周波数変換部13が、さらに機能を有する点である。
具体的には、第2の実施例のスケジューリング部10は、呼び出しチャネルのデータの数が少なくなるほど、互いに異なる複数の周波数帯域幅から狭い周波数帯域幅を選択し、その選択結果を周波数変換部13に通知する機能をさらに有する。
また、第2の実施例の周波数変換部13は、パラレル信号の呼び出しチャネルの各データを、スケジューリング部10から通知された周波数帯域幅に属する複数のサブキャリア(各データが配置された複数のサブキャリア)に変換する機能をさらに有する。
なお、報知情報送信部11は、スケジューリング部10の選択結果(選択された周波数帯域幅)を端末装置に送信することが望ましい。
次に、第2の実施例の動作を説明する。
例えば、スケジューリング部10は、呼び出しチャネルのデータがXa(0)、Xa(1)、Xa(2)およびXa(3)(第1の実施例のデータ数の半分)になると、呼び出しチャネルの帯域幅を第1の実施例(5MHz)の半分である2.5MHzを選択し、その選択結果を周波数変換部13に通知する。
さらに、スケジューリング部10は、Xa(0)→X(0)、Xa(1)→X(16)、Xa(2)→X(32)、Xa(3)→X(48)、となるように、各データを配置する。
周波数変換部13は、パラレル信号の呼び出しチャネルの各データについてIFFT処理を含む周波数変換処理を行なって、パラレル信号の呼び出しチャネルの各データを、スケジューリング部10から通知された2.5MHz帯域幅に属する複数のサブキャリア(各データが配置された複数のサブキャリア)に変換する。
図4は、2.5MHz帯域幅が選択された際の端末装置の動作を説明するための説明図である。
図4において、帯域幅が半分になったことから、信号の出力も半分である4本となる。この場合、X(4)、X(20)、X(36)およびX(52)が不要となる。その結果、さらに、バタフライ演算B(1,2)が不要となる。
このように、本実施例では、呼び出しチャネルのデータ数に応じて呼び出しチャネルの帯域幅を減らすことにより、端末装置でのバタフライ演算の削減が可能となり、その結果、更なる消費電力削減ができるという効果が得られる。
以上説明した各実施例において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
10 スケジューリング部
11 報知情報送信部
12 S/P変換部
13、13−1〜13−64 周波数変換部
14 サブキャリア合成部
15 ガードインターバル付加部
16 シンボル整形部
17 D/A変換部
18 直交変換部
19 RF部
20 信号送信部
11 報知情報送信部
12 S/P変換部
13、13−1〜13−64 周波数変換部
14 サブキャリア合成部
15 ガードインターバル付加部
16 シンボル整形部
17 D/A変換部
18 直交変換部
19 RF部
20 信号送信部
Claims (8)
- 下り無線アクセス方式としてOFDM方式を使用する移動通信システムにおける基地局装置であって、
入力された呼び出しチャネルの複数のデータを、端末装置におけるFFT演算量が少なくなるように並び替えるスケジューリング部と、
前記並び替えに関する並び替え情報を、報知情報として送信する報知情報送信部と、
前記並び替えられた呼び出しチャネルのデータを、パラレル信号に変換するシリアル/パラレル変換部と、
前記パラレル信号の呼び出しチャネルの各データを、互いに直交する周波数の複数のサブキャリアに変換する周波数変換部と、
前記複数のサブキャリアに基づいて送信信号を生成し、当該送信信号を送信する信号送信部と、を含む基地局装置。 - 請求項1に記載の基地局装置において、
前記スケジューリング部は、前記呼び出しチャネルの複数のデータを復元するために前記端末装置内で使用されるFFTバタフライ演算部の数が少なくなるように、当該複数のデータを並び替える、基地局装置。 - 請求項1または2に記載の基地局装置において、
前記呼び出しチャネルは、LTEシステムにおける呼び出しチャネルである、基地局装置。 - 請求項3に記載の基地局装置において、
前記スケジューリング部は、前記呼び出しチャネルのデータの数が少なくなるほど、互いに異なる複数の周波数帯域幅から狭い周波数帯域幅を選択し、
前記周波数変換部は、前記パラレル信号の呼び出しチャネルの各データを、前記選択された周波数帯域幅に属する前記複数のサブキャリアに変換する、基地局装置。 - 下り無線アクセス方式としてOFDM方式を使用する移動通信システムにおける基地局装置が行うOFDMスケジューリング方法であって、
入力された呼び出しチャネルの複数のデータを、端末装置におけるFFT演算量が少なくなるように並び替える並び替えステップと、
前記並び替えに関する並び替え情報を、報知情報として送信する報知情報送信ステップと、
前記並び替えられた呼び出しチャネルのデータを、パラレル信号に変換する変換ステップと、
前記パラレル信号の呼び出しチャネルのデータを、互いに直交する周波数の複数のサブキャリアに変換する周波数変換ステップと、
前記複数のサブキャリアに基づいて送信信号を生成し、当該送信信号を送信する信号送信ステップと、を含むOFDMスケジューリング方法。 - 請求項5に記載のOFDMスケジューリング方法において、
前記並び替えステップでは、前記呼び出しチャネルの複数のデータを復元するために前記端末装置内で使用されるFFTバタフライ演算部の数が少なくなるように、当該複数のデータを並び替える、OFDMスケジューリング方法。 - 請求項5または6に記載のOFDMスケジューリング方法において、
前記呼び出しチャネルは、LTEシステムにおける呼び出しチャネルである、OFDMスケジューリング方法。 - 請求項7に記載のOFDMスケジューリング方法において、
前記呼び出しチャネルのデータの数が少なくなるほど、互いに異なる複数の周波数帯域幅から狭い周波数帯域幅を選択する選択ステップをさらに含み、
前記周波数変換ステップでは、前記パラレル信号の呼び出しチャネルの各データを、前記選択された周波数帯域幅に属する前記複数のサブキャリアに変換する、OFDMスケジューリング方法。
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