JP2012060325A - 移動端末装置及びその送信電力制御方法 - Google Patents

移動端末装置及びその送信電力制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】移動端末装置において、上りのデータ通信におけるスループットを向上させることを目的とする。
【解決手段】データ通信を行う移動端末装置において、基地局から送信された下りの再送情報における送信未達率を測定する送信未達率測定手段と、前記送信未達率測定手段で測定された前記送信未達率が所定の閾値を超えた場合に自装置の送信電力を増加させる送信電力増加手段を有する。
【選択図】 図4

Description

本発明は、データ通信を行う移動通信システムの移動端末装置及びその送信電力制御方法に関する。
3GPP(3rd Generation Partnership Project)リリース6で規定されたHSUPA(High Speed Uplink Packet Access)は移動通信システムにおける上り方向の高速化を行うパケット通信規格である。HSUPAにおいて、移動端末(UE)のパワー制御は、基地局(Node−B)からUEに対し送信されるRRC(Radio Resource Control)プロトコルにて初期送信電力とΔHARQ(パワーオフセット)が指示され、その後、E−AGCH(Enhanced−Absolute Grant Channel)とE−RGCH(Enhanced−Relative Grant Channel)と呼ばれるSG(Serving Grant)情報を載せる下り個別チャネルが利用される。E−AGCHは移動端末が送信を許されるE−DCH(Enhanced−Dedicated Channel)の送信電力を通知し、E−RGCHはE−AGCHで通知した送信電力に対して一定幅で送信電力を更新する更新情報(Up、Down、Hold)を通知する。
図1に示すように、サービング側の基地局1からのE−RGCHにはUp/Down/Holdの制御コマンドがマッピングされ、ノンサービング側の基地局2からのE−RGCHにはDown/Holdの制御コマンドがマッピングされ、該当する移動端末3に送信される。なお、ノンサービング側のE−RGCHにはUpの制御コマンドはマッピングされない。ノンサービング側のRG(Relative Grant)の基本的な考え方としては、ノンサービング側の基地局での過干渉を防止することを目的としている。
図2に示すように、移動端末5は、基地局6からのGRANT(送信許可)情報に従いE−DCH送信電力を計算し、E−DPCCH(Enhanced−Dedicated Physical Control Channel)とE−DPDCH(Enhanced−Dedicated Physical Data Channel)を送信する。E−DPDCHはHSUPAの上りデータチャネルであり、E−DPCCHはE−TFCI、RSN、Happy bitがマッピングされたE−DPDCHに関する制御情報である。
E−TFCI(E−DCH Transport Format Combination Indicator)はレート情報等の制御情報であり、RSNは再送シーケンス番号である。Happy bitは、移動端末5に割り当てられたGrant量の過不足を示すビットである。Happy bitの値に応じて決まるUnhappy又はHappyという制御情報が基地局6に対して通知される。Unhappyは移動端末5に割り当てられたGrant量が不足していることを示し、基地局6に対して移動端末5の送信電力を上げるためのRelative Grant(アップ指示)を要求する制御情報である。Happyは移動端末5に割り当てられたGrant量が適切であることを示し、基地局6に対して移動端末5の送信電力を上げる必要がないことを通知するための制御情報である。基地局6はE−DPDCHのHARQ情報(ACK、NACK)をE−HICH(Enhanced ARQ Indicator Channel)にマッピングして移動端末5に送信する。
ところで、HSUPAにおいて、移動局で、基地局から通知されるRrelative Grantが示す送信電力の制御内容(アップ指示、ダウン指示、又はホールド指示)を誤検出したことを検知し、送信電力の制御内容を読み替え補正した後のRelative Grantが示す送信電力の制御内容と、基地局から通知されるAbsolute Grantが示す最大送信電力の値とに基づいて、送信電力を決定する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。
特開2009−49750号公報
移動端末側からE−DPDCH送信を行った場合、ときに4コード多重送信となるため、各コード多重送信が送信電力の変動に対してシビアとなる。よって、他からの干渉や僅かな送信電力の変動があると基地局側でCRC−ERROR等の受信NGとなるおそれが高くなる。基地局側で受信NGとなった場合、E−HICHにてNACK(受信NG)が送信されるため、HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)制御で再送処理が行われることになる。この結果としてスループットが低下することとなる。その際に、基地局側から移動端末側の送信電力をアップさせる指示が来ない場合、スループット低下が長時間継続するという問題があった。
また、移動端末側の送信バッファの増加等により、移動端末がさらに高い伝送レートの送信を行いたい場合、上りのE−DPCCHで送信パワー増加要求(Unhappy)を行うが、サービング側の基地局からRG(Relative Grant)が送信されない場合、もしくは通信障害でサービング側の基地局からのRG(Relative Grant)が受信できない場合、移動端末側はE−DPCCHによるUnhappyによる送信パワー増加要求を送り続けることとなり、送信効率の悪い状態が持続し、スループットを向上できないという問題があった。
開示の移動端末装置は、上りのデータ通信におけるスループットを向上させることを目的とする。
開示の一実施形態による移動端末装置は、データ通信を行う移動端末装置において、
基地局から送信された下りの再送情報における送信未達率を測定する送信未達率測定手段と、
前記送信未達率測定手段で測定された前記送信未達率が所定の閾値を超えた場合に自装置の送信電力を増加させる送信電力増加手段を有する。
本実施形態によれば、上りのデータ通信におけるスループットを向上させることができる。
HSUPAを説明するための図である。 HSUPAを説明するための図である。 移動端末装置の一実施形態の構成図である。 送信電力制御処理の第1実施形態のフローチャートである。 送信電力制御処理の第2実施形態のフローチャートである。 スケジュール許可テーブルの構成を示す図である。 上り送信電力を模式的に示す図である。
以下、図面に基づいて実施形態を説明する。
<移動端末装置の構成>
図3は、移動通信システムにおける移動端末装置の一実施形態の構成図を示す。図3において、アンテナ11a,11bで受信された信号は高周波部(RF)12a,12bを経て3G_MODEM部13に供給される。3G_MODEM部13内の自動利得制御部(AGC)13aで利得調整された高周波信号は復調部(DEM)13bでベースバンド信号に復調され、3G_CHCODEC部14に供給される。なお、3G_MODEM部13内のPSRC(Path Search radio control)は無線回線を検出する処理を行い、CSRC(Cell Search radio control )は無線セルを検出する処理を行う。
3G_CHCODEC部14内のRx復号部14aはベースバンド信号を復号して音声データと非制御データを後続回路に向けて出力し、制御データを第1制御部15に供給する。また、後続回路から供給される音声データと非制御データは3G_CHCODEC部14のTx符号部14bで符号化された後、3GMODEM部13の変調部(MOD)13cに供給される。第1制御部15は3G_MODEM部13及び3G_CHCODEC部14の制御を行う。
また、3G_MODEM部13から出力される高周波信号はHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)復調部16で復調され、その後、HSDPA_CHCODEC部17で復号される。復号された信号はHSDPA_L2部18でデータの並べ替えやMAC処理等のレイヤ2処理を行われ、HSDPAデータとして後続のレイヤ3処理を行う回路に供給される。
さらに、3G_MODEM部13から出力される高周波信号はHSUPA復調部21に供給され、E−AGCH,E−RGCH,E−HICHが復調され、E−AGCH復調結果はさらにHSUPA_CHCODEC部22内の復号部22aで復号処理される。復調/復号されたE−AGCH,E−RGCH,E−HICHは第2制御部20に供給される。
HSUPA_L2部23には後続のレイヤ3処理を行う回路からHSUPA(RLC)データが供給される。HSUPA_L2部23はHSUPAデータのMAC処理や秘匿処理やHARQ処理が行われる。その後、HSUPA_CHCODEC部22内のE−DPDCH符号部22bでHSUPAデータが符号化されてE−DPDCH信号とされ、3GMODEM部13の変調部13cに供給される。また、HSUPA_CHCODEC部22内のE−DPCCH符号部22cは第2制御部20から供給される制御情報を符号化してE−DPCCH信号とし、3GMODEM部13の変調部13cに供給する。
第2制御部20はHSDPA復調部16,HSDPA_CHCODEC部17,HSDPA_L2部18,HSUPA復調部21,HSUPA_CHCODEC部22,HSUPA_L2部23それぞれの制御を行う。また、第2制御部20は後述の送信電力制御処理を実行して、3GMODEM部13の変調部13cにおける送信電力を制御する。
<送信電力制御処理の第1実施形態>
図4は、移動端末装置が実行する送信電力制御処理の第1実施形態のフローチャートを示す。この処理はE−HICHの受信時に実行する。図3において、ステップS1で現時点から遡る所定時間(例えば数secから数min程度)に受信した下りの再送情報であるE−HICHにおけるNACKの数とACKの数から送信未達率であるNACK率αを算出する。なお、NACK率αは次式で表される。
α=100×NACKの数/(NACKの数+ACKの数)
次に、ステップS2でNACK率αが閾値β(例えば40〜70%程度)を超えるか否かを判別する。α>βの場合にはステップS3でパワーオフセットΔHARQが6未満か否かを判別する。パワーオフセットΔHARQは基地局からのRRCメッセージで指示される0〜6の整数値であり、通常はΔHARQ=0が指示されている。
ステップS3でΔHARQ<6の場合には、ステップS4でパワーオフセットΔHARQを1だけインクリメントしてステップS5に進む。一方、ステップS2でα≦βの場合、又は、ステップS3でΔHARQ≧6の場合には、そのままステップS5に進む。
ステップS5では送信電力を通知するE−AGCH、又は、送信電力の更新を通知するE−RGCHを基地局から受信したか否かを判別する。E−AGCH又はE−RGCHを受信した場合には、ステップS6で受信したE−AGCH又はE−RGCHが送信電力を低下(ダウン)させるSG(Serving Grant)情報であるか否かを判別する。送信電力を低下させるSG情報の場合にはステップS7でパワーオフセットΔHARQを初期値(本実施形態ではΔHARQ=0)としてステップS8に進む。ステップS5でE−AGCH及びE−RGCHを受信していない場合、又は、ステップS6で送信電力を増加(UP)もしくは保持(HOLD)させるSG情報の場合には、そのままステップS8に進む。
ステップS8では上記の処理で変更されたパワーオフセットΔHARQを用いて、3GPP TS25.214−6.11 5.1 Uplink power controlで規定された方法で送信電力を計算して、この処理を終了する。その後、計算した送信電力を用いて上りのE−DCHが送信される。
上記実施形態ではステップS1〜S4において、E−HICHのNACK受信状況を基に基地局から指示されたパワーオフセットΔHARQを、移動端末側が自律的かつ段階的にアップさせ、基地局側での受信成功率の改善を図っている。そして、受信成功率が改善された時点でΔHARQのアップを中断するとともに、ステップS5〜S7において、E−AGCHもしくはE−RGCHでSGの低下(DOWN)を指示された場合は、ΔHARQを初期値に戻すことで基地局での過干渉を防止できる。
なお、ステップS7では、パワーオフセットΔHARQを初期値に戻す代りに、ΔHARQ=ΔHARQ−1としてΔHARQを段階的に低下させても良い。
<送信電力制御処理の第2実施形態>
図5は、移動端末装置が実行する送信電力制御処理の第2実施形態のフローチャートを示す。この処理は移動端末装置が送信するE−DPCCHに含まれるHappy bitがUnhappyである場合に実行する。図4において、ステップS11で移動端末に送信電力を通知するE−AGCHを未受信であるか否かを判別する。E−AGCHを未受信の場合にはステップS12で送信電力の更新を通知するE−RGCHを未受信であるか否かを判別する。
ステップS12でE−RGCHを未受信であれば、ステップS13でスケジュール許可インデックス(Scheduling Grant_index:SG_index)が37未満であるか否かを判別する。スケジュール許可インデックスが37未満であれば、ステップS14で元々のスケジュール許可インデックスの値を退避領域に退避した後、スケジュール許可インデックスを+1だけインクリメントしてステップS17に進む。ここで、元々のスケジュール許可インデックスの値とは、前回HSUPAを送信した際に、3GPP TS25.321.6.14 11.8.1.3 Serving Grant Updateで規定された方法で計算された値である。
図6にスケジュール許可テーブルの構成を示す。スケジュール許可テーブルには0〜37のスケジュール許可インデックスそれぞれ対応するスケジュール許可(Scheduled Grant)が定義されている。スケジュール許可インデックス=0に対するスケジュール許可の値が最小値(5/15)とされ、スケジュール許可インデックスが大きくなるほどスケジュール許可の値が大きくなり、スケジュール許可インデックス=37に対するスケジュール許可の値が最大値(168/15)×6とされている。
一方、ステップS12でE−RGCHを受信していれば、ステップS15で受信したE−RGCHが送信電力を低下(ダウン)させるSG(Serving Grant)情報であるか否かを判別する。送信電力を低下させるSG情報ではない場合はステップS13に進んでSGインデックスが37未満であるか否かを判別し、送信電力を低下させるSG情報の場合はステップS16に進む。ステップS16では退避領域に退避しておいた元々のスケジュール許可インデックスの値をスケジュール許可インデックスに戻し設定してステップS17に進む。また、ステップS13でSGインデックスが37以上であればステップS17に進む。さらに、ステップS11でE−AGCHを受信していればステップS17に進む。
ステップS17ではスケジュール許可インデックスの値に応じたTBサイズを選択し、選択したTBサイズに収まるようにデータのマッピング(E−TFC Selection)を行う。次に、ステップS18で上記の処理で変更されたスケジュール許可インデックスを用いて、3GPP TS25.214−6.11 5.1 Uplink power controlで規定された方法で送信電力を計算して、この処理を終了する。その後、計算した送信電力を用いて上りのE−DCHが送信される。
図7に、上り送信電力を模式的に示す。図7において、領域EP1は既存チャネルであるRelease−99(DCH)の送信電力を示す。領域EP2はHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)のACK/NACK及びCQI情報の送信電力を示す。また、領域EP3はHSUPAの送信電力を示す。
ここで、スケジュール許可インデックスの値が大きくなれば、領域EP1,EP2の横幅は変わらずに領域EP3の横幅だけが大きくなり、HSUPAの送信電力だけが大きくなってHSUPAで送信されるデータ量が大きくなる。これに対して、パワーオフセットΔHARQの増加は領域EP1と領域EP2と領域EP3の全体の送信電力が増加することになる。
上記実施形態では、E−AGCHによるSG(Serving Grant)指示、もしくは過干渉の通知(E−RGCHのダウン指示)が来るまで移動端末側が自律的かつ段階的にスケジュール許可(Scheduled Grant)をアップさせ、送信レートを上げてE−DCHの送信効率を改善しスループットの向上を図っている。E−AGCHもしくはE−RGCHでSGの低下(ダウン)を指示された場合は、ステップS16で退避しておいた元々のスケジュール許可インデックスの値をスケジュール許可インデックスに戻すことで基地局での過干渉を防止できる。
このように、本実施形態によれば、高い伝送レートの送信時に基地局側での受信エラー率が上昇した場合、移動端末が自律的に送信電力を増加する調整を行うことでエラー率改善までの時間を短縮することが可能となり、スループットが向上する。また、他の移動端末や基地局への過干渉の発生を抑えることが可能となる。さらに、E−RGCHを受信できない状況下においても、移動端末が自律的に送信電力を増加することが可能となり、送信効率を改善してスループットを向上することが可能となる。また、他の移動端末や基地局への過干渉の発生を抑えることが可能となる。
(付記1)
データ通信を行う移動端末装置において、
基地局から送信された下りの再送情報における送信未達率を測定する送信未達率測定手段と、
前記送信未達率測定手段で測定された前記送信未達率が所定の閾値を超えた場合に自装置の送信電力を増加させる送信電力増加手段を
有することを特徴とする移動端末装置。
(付記2)
付記1記載の移動端末装置において、
前記基地局から送信電力のダウン指示が通知されたとき自装置の送信電力を初期値に減少させる送信電力減少手段を
有することを特徴とする移動端末装置。
(付記3)
付記2記載の移動端末装置において、
自装置で送信電力を上げるための要求があり、前記基地局から送信電力のアップ指示が通知されないとき、上りデータ通信の送信電力を増加させる上りデータ通信電力増加手段を
有することを特徴とする移動端末装置。
(付記4)
付記3記載の移動端末装置において、
前記基地局から送信電力のダウン指示が通知されたとき前記上りデータ通信の送信電力を元の値に減少させる上りデータ通信電力減少手段を
有することを特徴とする移動端末装置。
(付記5)
データ通信を行う移動端末装置において、
自装置で送信電力を上げるための要求があり、基地局から送信電力のアップ指示が通知されないとき、上りデータ通信の送信電力を増加させる上りデータ通信電力増加手段を
有することを特徴とする移動端末装置。
(付記6)
付記5記載の移動端末装置において、
前記基地局から送信電力のダウン指示が通知されたとき前記上りデータ通信の送信電力を元の値に減少させる上りデータ通信電力減少手段を
有することを特徴とする移動端末装置。
(付記7)
データ通信を行う移動端末装置の送信電力制御方法において、
基地局から送信された下りの再送情報における送信未達率を測定し、
測定された前記送信未達率が所定の閾値を超えた場合に自装置の送信電力を増加させる
ことを特徴とする送信電力制御方法。
(付記8)
付記7記載の送信電力制御方法において、
前記基地局から送信電力のダウン指示が通知されたとき送信電力を初期値に減少させる送信電力減少手段を
ことを特徴とする送信電力制御方法。
(付記9)
付記8記載の送信電力制御方法において、
自装置で送信電力を上げるための要求があり、前記基地局から送信電力のアップ指示が通知されないとき、上りデータ通信の送信電力を増加させる
ことを特徴とする送信電力制御方法。
(付記10)
付記9記載の送信電力制御方法において、
前記基地局から送信電力のダウン指示が通知されたとき前記上りデータ通信の送信電力を元の値に減少させる
ことを特徴とする送信電力制御方法。
(付記11)
データ通信を行う移動端末装置の送信電力制御方法において、
自装置で送信電力を上げるための要求があり、基地局から送信電力のアップ指示が通知されないとき、上りデータ通信の送信電力を増加させる
ことを特徴とする送信電力制御方法。
(付記12)
付記11記載の送信電力制御方法において、
前記基地局から送信電力のダウン指示が通知されたとき前記上りデータ通信の送信電力を元の値に減少させる
ことを特徴とする送信電力制御方法。
11a,11b アンテナ
12a,12b 高周波部
13 3G_MODEM部
13a 自動利得制御部
13b 復調部
13c 変調部
14 3G_CHCODEC部
14a Rx復号部
14b Tx符号部
15 第1制御部
16 HSDPA復調部
17 HSDPA_CHCODEC部
20 第2制御部
21 HSUPA復調部
22 HSUPA_CHCODEC部
22a 復号部
22b E−DPDCH符号部
22c E−DPCCH符号部
23 HSUPA_L2部

Claims (10)

  1. データ通信を行う移動端末装置において、
    基地局から送信された下りの再送情報における送信未達率を測定する送信未達率測定手段と、
    前記送信未達率測定手段で測定された前記送信未達率が所定の閾値を超えた場合に自装置の送信電力を増加させる送信電力増加手段を
    有することを特徴とする移動端末装置。
  2. 請求項1記載の移動端末装置において、
    前記基地局から送信電力のダウン指示が通知されたとき自装置の送信電力を初期値に減少させる送信電力減少手段を
    有することを特徴とする移動端末装置。
  3. 請求項2記載の移動端末装置において、
    自装置で送信電力を上げるための要求があり、前記基地局から送信電力のアップ指示が通知されないとき、上りデータ通信の送信電力を増加させる上りデータ通信電力増加手段を
    有することを特徴とする移動端末装置。
  4. 請求項3記載の移動端末装置において、
    前記基地局から送信電力のダウン指示が通知されたとき前記上りデータ通信の送信電力を元の値に減少させる上りデータ通信電力減少手段を
    有することを特徴とする移動端末装置。
  5. データ通信を行う移動端末装置において、
    自装置で送信電力を上げるための要求があり、基地局から送信電力のアップ指示が通知されないとき、上りデータ通信の送信電力を増加させる上りデータ通信電力増加手段を
    有することを特徴とする移動端末装置。
  6. 請求項5記載の移動端末装置において、
    前記基地局から送信電力のダウン指示が通知されたとき前記上りデータ通信の送信電力を元の値に減少させる上りデータ通信電力減少手段を
    有することを特徴とする移動端末装置。
  7. データ通信を行う移動端末装置の送信電力制御方法において、
    基地局から送信された下りの再送情報における送信未達率を測定し、
    測定された前記送信未達率が所定の閾値を超えた場合に自装置の送信電力を増加させる
    ことを特徴とする送信電力制御方法。
  8. 請求項7記載の送信電力制御方法において、
    前記基地局から送信電力のダウン指示が通知されたとき送信電力を初期値に減少させる送信電力減少手段を
    ことを特徴とする送信電力制御方法。
  9. 請求項8記載の送信電力制御方法において、
    自装置で送信電力を上げるための要求があり、前記基地局から送信電力のアップ指示が通知されないとき、上りデータ通信の送信電力を増加させる
    ことを特徴とする送信電力制御方法。
  10. 請求項9記載の送信電力制御方法において、
    前記基地局から送信電力のダウン指示が通知されたとき前記上りデータ通信の送信電力を元の値に減少させる
    ことを特徴とする送信電力制御方法。
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