JP2010283497A - Reception circuit failure detection device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、無線通信基地局装置に於ける無線通信部の受信回路異常検出装置に関する。 The present invention relates to a reception circuit abnormality detection device for a wireless communication unit in a wireless communication base station device.
従来の受信回路異常検出装置に於いては、特許文献1に示される様に、各アンテナ及びその受信回路の受信レベルをCPUに通知し、CPUは上記受信レベルと各アンテナでの最高受信レベルとの差が一定の範囲内か範囲外であるかを検出する。範囲外である場合には、CPUは、異常の可能性があるとしてカウンタをインクリメントし、範囲内である場合には、カウンタをクリアする。移動電話機と基地局装置との交信開始後、CPUは、本動作を一定周期毎に繰り返す。その結果、異常の可能性を示すカウンタの値が規定値を超えた場合には、CPUは、該当するアンテナ及びその受信回路を異常と検出し、センタに異常検出結果を通知する。
In the conventional reception circuit abnormality detection device, as shown in
又、特許文献2は、特許文献1の発展形を示す技術であり、通信回数をカウントアップし、受信電力最大の受信回路の正当性を確認した後に、特許文献1と同様の方法によって異常検出する技術を開示している。
又、特許文献3は、TDD(時分割多重化)システムに於いて、送信信号の漏洩電力を受信側回路に於いて受信し、復調したデータ及び受信レベルより受信回路の異常を検出する構成を開示している。
又、特許文献4は、アンテナ及びその受信回路から成るブランチによって変換された受信信号の最大受信レベルと、受信信号によって選択ダイバーシチされた受信回路での正常通信回数とに基づいて、ブランチの異常を検出する構成を、開示している。
Further,
一般に、無線受信装置に於いては、低雑音増幅器及び局部発振器等を構成する電子デバイスの劣化に伴う故障の前兆は、受信感度の低下、受信利得の低下、及び局部発振周波数の変動等の現象になって現れる。 In general, in a wireless receiver, a failure symptom associated with deterioration of electronic devices constituting a low noise amplifier and a local oscillator is a phenomenon such as a decrease in reception sensitivity, a decrease in reception gain, and a variation in local oscillation frequency. And appear.
しかし、受信レベルの比較による従来の故障検出方法では、アンテナ折損及び受信機の完全な機能不良を検知する事は可能であるが、これらの前兆を検知する事は不可能であり、装置の運用者は故障を検知したときには、常に復旧のための緊急対応を強いられる事になる。 However, the conventional failure detection method based on the comparison of the reception level can detect the broken antenna and the complete malfunction of the receiver, but it is impossible to detect these precursors. When a person detects a failure, he / she is always forced to take an emergency response for recovery.
又、運用現場に於いては、この様な緊急対応件数を削減するために、基地局装備の定期的な交換保守を行う必要があり、機器の平均寿命に対して、短い期間での機器交換を実施することで、運用コストの増加にもつながっている。 Also, in order to reduce the number of such emergency responses, it is necessary to periodically replace and maintain the base station equipment at the operation site, and replace the equipment in a short period of time with respect to the average life of the equipment. Implementation of this has led to an increase in operating costs.
この発明はこの様な技術状況に鑑みて成されたものであり、無線受信装置が機能不良に陥る前兆を検知することが可能な受信回路異常検出装置を提供することを、その目的とする。 The present invention has been made in view of such a technical situation, and an object of the present invention is to provide a reception circuit abnormality detection device capable of detecting a sign that a wireless reception device has malfunctioned.
本発明の主題は、無線通信基地局内に設けられた受信回路異常検出装置であって、複数のアンテナブランチと、アンテナブランチ毎に、前記無線通信基地局が端末機に対して指定したレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードの内で前記端末機により選択されたレンジングコードの検出数を検出するレンジングコード検出部と、前記レンジングコード検出部により検出されたアンテナブランチ毎の被選択レンジングコード検出数の比較により、前記複数のアンテナブランチ内に機能不良に陥る前兆を示すアンテナブランチが存在するか否かを検出する異常検出部を備えることを特徴とする。 A subject of the present invention is a reception circuit abnormality detection device provided in a radio communication base station, wherein a plurality of antenna branches and a ranging code group designated by the radio communication base station for a terminal for each antenna branch A ranging code detector for detecting the number of detected ranging codes selected by the terminal among all the ranging codes included in the terminal, and the number of selected ranging codes detected for each antenna branch detected by the ranging code detector By comparing the above, an abnormality detection unit for detecting whether or not there is an antenna branch indicating a sign of malfunction in the plurality of antenna branches is provided.
本発明の主題によれば、複数のアンテナブランチを具備する無線通信基地局内の受信装置に於いて、何れかのアンテナブランチの受信回路が機能不良に陥る前兆を事前に検知することが出来る。これにより、本発明の主題は、機能不良前の計画的な受信装置の保守及び運用を可能とし、これらに要するコストの低減化を図ることが出来る。 According to the subject of the present invention, in a receiving apparatus in a radio communication base station having a plurality of antenna branches, it is possible to detect in advance a sign that a receiving circuit of any antenna branch will malfunction. As a result, the subject of the present invention enables planned maintenance and operation of the receiving apparatus before malfunction, and can reduce the cost required for these.
以下、この発明の様々な具体化を、添付図面を基に、その効果・利点と共に、詳述する。 Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail along with the effects and advantages thereof with reference to the accompanying drawings.
(実施の形態1)
以下、本発明を、一例として、WiMAX(ワイマックス:Worldwide Interoperability for Microwave Accessの略語)基地局装置(無線基地局装置の一例である。以下、単に「基地局」と言う。)に適用した例を示す。
(Embodiment 1)
Hereinafter, as an example, the present invention is applied to a WiMAX (abbreviation for Worldwide Interoperability for Microwave Access) base station apparatus (an example of a radio base station apparatus; hereinafter simply referred to as a “base station”). Indicates.
図1は、本発明の実施の形態1に係る受信回路異常検出装置の構成を示すブロック図である。当該受信回路異常検出装置は、基地局内の無線通信部に於ける装置である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a reception circuit abnormality detection device according to
図1に於いて、各アンテナ100は、端末機(例えば携帯電話機)から送信されて伝搬して来た搬送波帯域OFDM信号を受信する。各受信回路200は、対応するアンテナ100により受信された搬送波帯域OFDM信号をダウンコンバージョンすると共に、OFDM復調する。以下では、或るアンテナ100と当該アンテナ100に接続された受信回路200との一対の構成を、「アンテナブランチ」と言う。各アンテナブランチに接続されたレンジングコード検出器300は、OFDM復調されたデータシンボルから、後述する様に、基地局より端末機に対して指定された、複数のレンジングコードを含むレンジングコードグループの内から当該端末機が選択したレンジングコードの検出処理を行う相関器である。検出数カウント部500は、アンテナブランチ毎に、各アンテナブランチに配設されたレンジングコード検出器300が当該端末機により選択されたレンジングコードを検出した際に出力するパルスをカウントするカウンタより構成されている。又、メモリ503は、アンテナブランチ毎に、検出数カウント部500のカウント値(選択されたレンジングコードの検出数に該当。)を格納する記憶装置である。又、異常検出部504は、アンテナブランチ毎の検出数の結果に基づいて、受信回路200の異常を検出する部分である。
In FIG. 1, each
以下に、図1の受信回路異常検出装置の動作について記載する。 The operation of the reception circuit abnormality detection device in FIG. 1 will be described below.
先ず、WiMAXシステムに於いて、基地局と端末機との初期接続手順として、基地局は、既知の情報である報知情報により、複数のレンジングコードを含むレンジングコードグループ、及び、レンジングコードを送信するためのスロットを、端末機に対して通知ないしは指定する。ここで、「スロット」とは、端末機がレンジングコードを格納する場所を、即ち、端末機が送信可能なフレームを時間と周波数とで区切った一部分を、示す。又、「報知情報」とは、上記のスロット及びレンジングコードグループを含む情報である。 First, in the WiMAX system, as an initial connection procedure between a base station and a terminal, the base station transmits a ranging code group including a plurality of ranging codes and a ranging code using broadcast information that is known information. The slot for this is notified or designated to the terminal. Here, the “slot” indicates a location where the terminal stores the ranging code, that is, a part in which a frame that can be transmitted by the terminal is divided by time and frequency. “Broadcast information” is information including the slot and the ranging code group.
次に、当該端末機は、基地局が指定したレンジングコードグループに含まれる複数のレンジングコードの中から、1つのレンジングコードを選択する。そして、端末機は、当該端末機が選択したレンジングコードを用いてBPSKマッピングを行うことで搬送波帯域OFDMに変調した信号を、基地局により指定されたスロットに送信する。 Next, the terminal selects one ranging code from a plurality of ranging codes included in the ranging code group designated by the base station. The terminal transmits a signal modulated to the carrier band OFDM by performing BPSK mapping using the ranging code selected by the terminal, to the slot designated by the base station.
基地局内の各アンテナ100は、上記端末機より送信された搬送波帯域OFDM信号を受信する。そして、基地局内の各受信回路200は、受信した搬送波帯域OFDM信号に対してOFDM復調を実行して、データシンボルを得る。各レンジングコード検出器300は、復調されたデータシンボルと、基地局により指定されたレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードとの相関電力値を計算し、後述する相関電力値に基づいた検出方法により、当該端末機により選択された一つのレンジングコードが検出された場合には、その検出を示すパルス信号である検出結果400を検出数カウント部500へと送信する。これらの処理ないしは操作は、アンテナブランチ毎に行われる。そして、検出数カウント部500は、各アンテナブランチに関する検出数のカウント値を、アンテナブランチ毎に、メモリ503内の所定領域内に格納する。
Each
異常検出部504は、メモリ503の各所定領域内に格納された検出数のカウント値を監視し、他のアンテナブランチの検出数カウント値よりも一定以上低いアンテナブランチが存在した場合に、当該アンテナブランチを「受信利得劣化」として検出する(換言すれば、当該アンテナブランチを異常なアンテナブランチとして検出する。)。
The
次に、図1の各レンジングコード検出器300に於ける、端末機により選択された一つのレンジングコードの検出方法の一例について、記載する。
Next, an example of a method for detecting one ranging code selected by the terminal in each ranging
端末機は、基地局が指定するレンジングコードグループの中から1つのレンジングコード番号を選択し、レンジングコードを生成する。ここで、図2は、WiMAXシステムに於けるレンジングコードを生成する、端末機内の回路の構成を示す図である。図2のレンジングコード生成回路は、シフトレジスタ0から14までに初期値を与え、レンジングコード長及びレンジングコード番号に応じてレンジングコード列Ckを生成し、それをレンジングコードとする。レンジングコード列Ckの各要素は0又は1であり、端末機は、レンジングコード列Ckの各要素の値をOFDM信号の各サブキャリアにBPSK変調でマッピングしたデータシンボルを、基地局に送信する。
The terminal selects one ranging code number from the ranging code group designated by the base station, and generates a ranging code. Here, FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a circuit in the terminal that generates the ranging code in the WiMAX system. The ranging code generation circuit of FIG. 2 gives initial values to the
基地局の各アンテナ100は端末機が送信したデータシンボルを受信し、基地局の各レンジングコード検出器300は、基地局により指定されたレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードのそれぞれと、受信・復調されたデータシンボルとの、受信遅延を考慮した相関電力値を計算する。その際に、各レンジングコード検出器300は、その相関電力値が予め定められた「しきい値」を超えるレンジングコードが存在した場合には、当該レンジングコードが端末機により選択された一つのレンジングコードであると判定し、その結果、端末機により選択された一つのレンジングコードが検出されることとなる。
Each
ここで、図3は、端末機より送信された、端末機が選択したレンジングコードがサブキャリアに載せられたデータシンボルを遅延なく基地局が受信した場合に於ける、基地局により指定されたレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードのそれぞれと、復調されたデータシンボルとの相関電力の計算値の一例を示す図である。図3に於いて、細い実線で描かれた相関電力600は、基地局により指定されたレンジングコードグループ内に含まれる全てのレンジングコードの中から端末機が選択した一つのレンジングコードと、復調されたデータシンボルとの相関電力の計算値である。尚、遅延波が無い電波の伝搬環境下に於いても、各遅延ポイントに於いて、しきい値を超える相関電力値が検出され得ることがあり、図3はその様な一例である。他方、太い実線で描かれた参照符号601は、指定されたレンジングコードグループ内に含まれる全てのレンジングコードの内で端末機が選択しなかった残りのレンジングコードのそれぞれと復調されたデータシンボルとの相関電力の計算値の中の最大値を示している。蓋し、端末機が選択しなかったレンジングコードの数は複数個であり、そのため、計算される相関電力の数も複数個となるため、それらの最大値をグラフ化している。又、図3の縦軸は、レンジングコードが含まれるサブキャリアの全ての電力値を1に正規化した場合の相関電力値であり、横軸は1/サンプリング周波数単位での遅延時間を示している。この例では、しきい値602は35dBに設定されており、端末機が選択した一つのレンジングコードとの相関電力値401は、しきい値602を超え、その他のレンジングコードとの相関電力は、しきい値602よりも低い値となり、端末機により選択された一つのレンジングコードが検出されることとなる。
Here, FIG. 3 shows the ranging specified by the base station when the base station receives the data symbol transmitted from the terminal and the ranging code selected by the terminal on the subcarrier without delay. It is a figure which shows an example of the calculated value of correlation power with each of all the ranging codes contained in a code group, and the demodulated data symbol. In FIG. 3, the
相関電力値401は、通常、無線伝搬環境による遅延波の影響により、複数の遅延ポイントに於いて、しきい値602を超えた値となる。そこで、全ての遅延ポイント(遅延ポイントが0の場合をも含む。)の合計値を、端末機が選択した一つのレンジングコードとの「相関電力値」と定義する。
尚、図1に示す各レンジングコード検出器300と検出数カウント部500とメモリ503とから成る回路部分は、「アンテナブランチ毎に、無線通信基地局が端末機に対して指定したレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードの内で当該端末機により選択されたレンジングコードの検出数を検出するレンジングコード検出部」を成す。
In addition, the circuit portion composed of each ranging
以上の記載より、本実施の形態によれば、基地局内の受信装置(図1では受信回路200に該当。)が機能不良に陥る前兆を的確に検出することができるので、機能不良前の計画的な受信装置の保守及び運用を可能として、これらに要するコストを低減化することが出来る。
From the above description, according to the present embodiment, it is possible to accurately detect a sign that the receiving device in the base station (corresponding to the receiving
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2に係る受信回路異常検出装置の構成を示すブロック図である。当該受信回路異常検出装置も、基地局内の無線通信部に於ける装置である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a reception circuit abnormality detection device according to
図4に於いて、各アンテナブランチのレンジングコード検出器300は、実施の形態1の図3に於いて記載したレンジングコードの相関電力値401を、当該相関電力値401を検出する毎に、相関電力合計部501に送信する。
In FIG. 4, the ranging
ここで、相関電力値401は受信SNR(Signal to Noise Ratio:信号に対する雑音の量を示す。)の信号電力に相当し、相関電力値401の値が低い場合には受信SNRも低い値を取る。従って、相関電力値401の合計値が比較的に低い場合には、当該アンテナブランチの受信感度の劣化が発生していると推測され得る。
Here, the
そこで、相関電力合計部501は、アンテナブランチ毎に、対応するレンジングコード検出器300が出力する相関電力値401を合計し、合計値を相関電力合計値としてメモリ503に格納する。従って、メモリ503内に格納される相関電力合計値とは、アンテナブランチ毎に格納・記憶されている相関電力合計値である。
Therefore, the correlation
異常検出部504は、メモリ503内に格納されている各アンテナブランチの相関電力合計値を監視しており、他のアンテナブランチの相関電力合計値よりも、その相関電力合計値が一定値以上低いアンテナブランチの存在を検出した場合には、当該アンテナブランチを「受信感度劣化」のアンテナブランチとして検出する、即ち、当該アンテナブランチの受信回路200を異常として検出する。
The
尚、図4に示す各レンジングコード検出器300と相関電力合計部501とメモリ503とから成る回路部分は、「アンテナブランチ毎に、無線通信基地局が端末機に対して指定したレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードの内で当該端末機により選択されたレンジングコードの相関電力値の合計値を検出するレンジングコード検出部」を成す。
In addition, the circuit portion composed of each ranging
以上より、本実施の形態によれば、各アンテナブランチの相関電力合計値を比較することにより、受信回路が機能不良に陥る前兆を検知することが出来る。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to detect a sign of a malfunction of the receiving circuit by comparing the total correlation power values of the antenna branches.
(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3に係る受信回路異常検出装置の構成を示すブロック図である。当該受信回路異常検出装置も、基地局内の無線通信部に於ける装置である。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a reception circuit abnormality detection device according to
図5に於いて、各アンテナブランチのレンジングコード検出器300は、実施の形態1の図3に於いて記載した、しきい値602を超えるレンジングコードの相関電力値401を検出する毎に、当該被選択レンジングコードの複素相関値(相関電力値を求める前の複素数形式(I,Q)の相関値に該当。)のIQ平面上の偏角θ[rad]×サブキャリア間隔[Hz]/2πを計算することにより、受信信号の周波数オフセット値402を求める。そして、各レンジングコード検出器300は、しきい値602を超えるレンジングコードの相関電力値401を検出する毎に、被選択レンジングコードの複素相関値から計算した周波数オフセット値402を、周波数オフセット合計部502へ送信する。
In FIG. 5, the ranging
周波数オフセット合計部502は、アンテナブランチ毎に、対応するレンジングコード検出器300から送信される周波数オフセット値402を合計して、当該合計値を周波数オフセット合計値としてメモリ503に格納する。従って、メモリ503は、アンテナブランチ毎に対応して、当該アンテナブランチに関する周波数オフセット合計値を、所定の領域に格納・記憶している。
The frequency offset totaling
異常検出部504は、メモリ503内に格納されたアンテナブランチ毎の周波数オフセット合計値を監視しており、他のアンテナブランチの周波数オフセット合計値よりも、その周波数オフセット合計値が一定以上の差異があるアンテナブランチの存在を検出した場合には、当該アンテナブランチを「周波数精度劣化」のアンテナブランチとして検出する。換言すれば、異常検出部504は、当該アンテナブランチの受信回路200が異常であることを検出する。
The
尚、図5に示す各レンジングコード検出器300と周波数オフセット合計部502とメモリ503とから成る回路部分は、「アンテナブランチ毎に、無線通信基地局が端末機に対して指定したレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードの内で当該端末機により選択されたレンジングコードの周波数オフセット合計値を検出するレンジングコード検出部」を成す。
In addition, the circuit portion comprising each ranging
以上より、本実施の形態によれば、各アンテナブランチの周波数オフセット合計値を比較することにより、受信回路が機能不良に陥る前兆を検知することが出来る。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to detect a sign of a malfunction of the receiving circuit by comparing the total frequency offset value of each antenna branch.
(付記)
以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、記述した局面に対する様々な修正や変形例を、この発明の範囲から逸脱することの無い範囲内で考えることが可能である。
(Appendix)
While the embodiments of the present invention have been disclosed and described in detail above, the above description exemplifies aspects to which the present invention can be applied, and the present invention is not limited thereto. In other words, various modifications and variations to the described aspects can be considered without departing from the scope of the present invention.
この発明は、例えば、アンテナブランチ毎に相関電力を計算する相関器を備えた無線システムに於ける受信装置に適用して好適である。 The present invention is suitable for application to, for example, a receiving apparatus in a wireless system including a correlator that calculates correlation power for each antenna branch.
100 アンテナ、200 受信回路、300 レンジングコード検出器、400 レンジングコード検出結果、401 相関電力値、500 検出数カウント部、501 相関電力合計部、502 周波数オフセット合計部、503 メモリ、504 異常検出部、600 端末機により選択されたレンジングコードの相関電力値、601 選択されたレンジングコード以外のレンジングコードの相関電力の最大値、602 しきい値。 100 antenna, 200 receiving circuit, 300 ranging code detector, 400 ranging code detection result, 401 correlation power value, 500 detection number counting unit, 501 correlation power totaling unit, 502 frequency offset totaling unit, 503 memory, 504 abnormality detecting unit, 600 Correlated power value of a ranging code selected by the terminal, 601 Maximum correlation power value of a ranging code other than the selected ranging code, 602 threshold.
Claims (3)
複数のアンテナブランチと、
アンテナブランチ毎に、前記無線通信基地局が端末機に対して指定したレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードの内で前記端末機により選択されたレンジングコードの検出数を検出するレンジングコード検出部と、
前記レンジングコード検出部により検出されたアンテナブランチ毎の被選択レンジングコード検出数の比較により、前記複数のアンテナブランチ内に機能不良に陥る前兆を示すアンテナブランチが存在するか否かを検出する異常検出部と
を備えることを特徴とする、
受信回路異常検出装置。 A reception circuit abnormality detection device provided in a radio communication base station,
Multiple antenna branches,
A ranging code detection unit that detects the number of detected ranging codes selected by the terminal among all the ranging codes included in the ranging code group designated by the wireless communication base station for the terminal for each antenna branch When,
Abnormality detection that detects whether there is an antenna branch indicating a sign of malfunction in the plurality of antenna branches by comparing the number of selected ranging code detections for each antenna branch detected by the ranging code detection unit And comprising a part,
Receiver circuit abnormality detection device.
複数のアンテナブランチと、
アンテナブランチ毎に、前記無線通信基地局が端末機に対して指定したレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードの内で前記端末機により選択されたレンジングコードの相関電力値の合計値を検出するレンジングコード検出部と、
前記レンジングコード検出部により検出されたアンテナブランチ毎の相関電力合計値の比較により、前記複数のアンテナブランチ内に機能不良に陥る前兆を示すアンテナブランチが存在するか否かを検出する異常検出部と
を備えることを特徴とする、
受信回路異常検出装置。 A reception circuit abnormality detection device provided in a radio communication base station,
Multiple antenna branches,
For each antenna branch, a total value of correlation power values of ranging codes selected by the terminal among all the ranging codes included in the ranging code group designated by the wireless communication base station for the terminal is detected. A ranging code detector;
An abnormality detection unit for detecting whether or not there is an antenna branch indicating a sign of malfunction in the plurality of antenna branches by comparing the correlation power total value for each antenna branch detected by the ranging code detection unit; Characterized by comprising,
Receiver circuit abnormality detection device.
複数のアンテナブランチと、
アンテナブランチ毎に、前記無線通信基地局が端末機に対して指定したレンジングコードグループに含まれる全てのレンジングコードの内で前記端末機により選択されたレンジングコードの周波数オフセット合計値を検出するレンジングコード検出部と、
前記レンジングコード検出部により検出されたアンテナブランチ毎の周波数オフセット合計値の比較により、前記複数のアンテナブランチ内に機能不良に陥る前兆を示すアンテナブランチが存在するか否かを検出する異常検出部と
を備えることを特徴とする、
受信回路異常検出装置。 A reception circuit abnormality detection device provided in a radio communication base station,
Multiple antenna branches,
A ranging code for detecting a total frequency offset value of the ranging code selected by the terminal among all the ranging codes included in the ranging code group designated by the wireless communication base station for the terminal for each antenna branch A detection unit;
An abnormality detection unit for detecting whether or not there is an antenna branch indicating a sign of malfunction in the plurality of antenna branches by comparing the total frequency offset value detected for each antenna branch detected by the ranging code detection unit; Characterized by comprising,
Receiver circuit abnormality detection device.
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Cited By (2)
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JP2013016891A (en) * | 2011-06-30 | 2013-01-24 | Hitachi Ltd | Radio communication system and method, base station device, and terminal device |
JP2014187670A (en) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Fujitsu Ltd | Base station device, base station control method, and base station control system |
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2009
- 2009-06-03 JP JP2009133904A patent/JP2010283497A/en active Pending
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