JP5562281B2 - 無線通信システム、基地局装置及び無線通信方法 - Google Patents
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Description
本発明は、保証水準に達するまでアンテナを追加し続け、保証水準に対してマージンがあればアンテナを解放すること、及び、アンテナの追加・解放を端末毎に行うことを特徴のひとつとする。
無線通信システムであって、
端末装置と、
複数のアンテナ、及び前記複数のアンテナのうち、一以上のアンテナを介して行われる前記基地局装置と前記端末装置との間の通信品質及びアンテナグループを構成するアンテナ数に基づいてアンテナグループを構成すべき一以上のアンテナを選択し、選択されたアンテナによって構成される第一アンテナグループを介して前記端末装置と通信する制御部を有する基地局装置と、
を備えることを特徴とする無線通信システムが提供される。
また、上述の無線通信システムにおいて、
該第一アンテナグループを該端末装置毎に構成し、
前記基地局装置と前記端末装置との間の通信品質が、通信品質の要求下限値を満たし、かつ、該第一アンテナグループを構成するアンテナ数が最小となるように、若しくは、該通信品質が、通信品質の要求下限値及び要求上限値で定まる範囲内になるように、該端末装置に対する第一アンテナグループに前記アンテナを追加又は削除し、
前記基地局装置は、少なくとも第一アンテナグループのアンテナを用いて前記端末装置と通信する無線通信システムが提供される。
端末装置と無線通信を行うための複数のアンテナと、
1つ以上の該アンテナで第一アンテナグループを該端末装置毎に構成し、前記基地局装置と前記端末装置との間の通信品質が、通信品質の要求下限値を満たし、かつ、該第一アンテナグループを構成するアンテナ数が最小となるように、若しくは、該通信品質が、通信品質の要求下限値及び要求上限値で定まる範囲内になるように、該端末装置に対する第一アンテナグループに前記アンテナを追加又は削除するアンテナグループ制御部と
を備え
少なくとも第一アンテナグループのアンテナを用いて前記端末装置と通信する基地局装置が提供される。
複数のアンテナを有し、1つ以上の該アンテナで構成される第一アンテナグループを介して端末装置と無線通信する基地局装置を用いた無線通信方法であって、
第一アンテナグループを端末装置毎に構成し、
基地局装置と端末装置との間の通信品質が、通信品質の要求下限値を満たし、かつ、該第一アンテナグループを構成するアンテナ数が最小となるように、若しくは、該通信品質が、通信品質の要求下限値及び要求上限値で定まる範囲内になるように、端末装置に対する第一アンテナグループにアンテナを追加又は削除し、
基地局装置は、少なくとも第一アンテナグループのアンテナを用いて端末装置と通信する無線通信方法が提供される。
本実施例では、1台の基地局装置1が複数のアンテナを具備する分散アンテナシステムを用いた本発明の実施例を説明する。
図1は、分散アンテナシステムを具備する基地局装置1を用いた場合のシステム構成例を示す。基地局装置1は、各端末へ伝送するデータ信号を入力し、基地局装置1の内部で生成する制御信号と多重化して無線信号を出力する機能と、各端末から受信した無線信号を入力して制御信号とデータ信号を分離して、データ信号を出力する機能とを有する。データ信号は、バックホール回線6を介して基地局装置1とゲートウェイ7との間で伝送される。ゲートウェイ7は無線アクセス網から見たデータパケット終端装置であり、他のパケット伝送網と接続されている。
このように、第二アンテナグループは、全アンテナのうち第一アンテナグループを除いたアンテナ群の全部または一部により構成される。基地局装置1が端末装置4Aにある時間周波数を割り当てて実際に通信する際、当該端末装置4Aの第一アンテナグループは必ず使用する。その上で、当該時間周波数において他の端末装置4Bが第一アンテナグループとして使用しない範囲で、第二アンテナグループのうち一部または全部を、第一アンテナグループに対して補助的に使用することができる。第二アンテナグループの決定方法、ならびに第二アンテナグループに属するアンテナを端末装置4へ割当てる方法については、後ほど図7の説明の所で述べる。
横軸の時間に対しては、一定時間毎にアンテナ追加または削除を行う制御タイミングを設ける。また、制御タイミング間のインターバル(制御間隔)を通信品質測定、ならびに同通信品質に基づくアンテナ追加または削除を行うかどうかを判定する区間とする。なお、制御間隔は予め定められることができる。
時刻T1からT2の間では、通信品質が要求値下限を下回っている。このため、制御タイミングT2において、当該端末装置4の第一アンテナグループに対してアンテナ追加を行う。逆に、時刻T3からT4の間では、通信品質が要求値上限を上回っているため、制御タイミングT4において、当該端末装置4の第一アンテナグループからアンテナ削除を行う。
図6のStep1(S1001)では、基地局装置1が、端末装置4毎に通信品質の測定を行う。Step2(S1002)では、基地局装置1が、Step1で推定した端末装置4毎の通信品質を基に第一アンテナグループおよび第二アンテナグループを構成するアンテナの組合せを確定する。Step1とStep2の具体例な実施例を図7に示す。
本図のStep1(S1101)は、基地局装置1が、例えば後述するアンテナグループテーブル116を参照して、第一アンテナグループおよび第二アンテナグループのいずれにも所属しないアンテナに関して、アンテナ−端末装置4間の伝搬ロスを推定する。伝搬ロス推定の具体的な方法は、後ほど図8ならびに図9を参照して説明する。ここで、基地局装置1側のアンテナ3、端末装置4のいずれを送信源としても良い。全ての送信源の送信電力が均一であれば、送信電力から受信電力を減算することで伝搬ロスをアンテナ毎に推定することができる。伝搬ロスは、基地局装置1側のアンテナ3を送信源とした場合は、アンテナ3から送信した信号の送信電力と端末装置4での受信電力との差に相当し、端末装置4を送信源とした場合は、端末装置4から送信した信号の送信電力とアンテナ3での受信電力との差に相当する。
Step5(S1105)では、基地局装置1が、第二アンテナグループに所属するアンテナのうち、Step4で推定した伝搬ロスが最も小さいアンテナ(ベストなアンテナ)を選択し、このアンテナを現在の第一アンテナグループAへ追加して、新たな第一アンテナグループBとして仮に定義する。
Step9(S1109)とStep10(S1110)では、基地局装置1が、当該端末装置4の第一アンテナグループによる通信品質が、通信品質要求値の下限を下回っていたため、新たなアンテナを第一アンテナグループへ追加する処理である。Step9では、Step5で仮定義した第一アンテナグループBを新たな第一アンテナグループとして確定する。Step10は、Step5で第二アンテナグループから第一アンテナグループBへ仮に移動していたアンテナを、当該アンテナがStep9において第一アンテナグループへ移動することが確定したことを以って、第二アンテナグループから削除する動作である。
Step12(S1112)とStep13(S1113)では、基地局装置1が、当該端末装置4の第一アンテナグループによる通信品質が、通信品質要求値の上限を上回っていたため、第一アンテナグループからアンテナを削除する。Step12では、Step6で仮定義した第一アンテナグループCを新たな第一アンテナグループとして確定する。Step13は、Step6で第一アンテナグループから仮に削除していたアンテナを、当該アンテナがStep13において第一アンテナグループから削除されることが確定したことを以って、第一アンテナグループから第二アンテナグループへ移動する動作である。
Step15(S1115)では、基地局装置1が、第二アンテナグループに所属するアンテナの数がしきい値を上回っていた場合に、最も伝搬ロスが大きいアンテナ(ワーストなアンテナ)を第二アンテナグループから削除する動作である。ここで、第二アンテナグループに所属するアンテナの数に制約を設けることは、Step4における第二アンテナグループの各アンテナに対する伝搬ロス推定の処理数削減に貢献する。以上の手順を以って、端末装置4毎の第一アンテナグループと第二アンテナグループが確定する。基地局装置1は、確定した第一アンテナグループに属するアンテナのIDと、第二アンテナグループに属するアンテナのIDを、端末装置IDに対応して、後述するアンテナグループテーブルに記憶する。
Step5(S1005)では、基地局装置1が、Step4で更新されたアンテナグループのネゴシエーションが基地局装置1−端末装置4間で完了していることを前提として、タイムスロット毎に端末装置4に対する周波数およびアンテナリソース割当てを実施する。Step6(S1006)では、基地局装置1が、端末装置4に割り当てた周波数およびアンテナリソースを用いて、実際に基地局装置1−端末装置4間で無線通信を行う。端末装置4に対するリソース割当ての手順は、後ほど図10の説明の所で述べる。
端末装置4は、基地局装置1側で既知のパイロット信号を送信する(S1201)。このパイロット信号は、それぞれのアンテナ3で受信され、基地局装置1へアンテナ3毎個別の信号として入力される。基地局装置1側で伝搬ロス推定を行うため、端末装置4は上り送信電力情報に関する制御信号を、例えばパイロット信号とともに送信する(S1202)。
基地局装置1は、端末装置4からの上りパイロット信号を用いて、アンテナ3毎の上りパイロット信号の受信電力を推定し、同推定値を上り送信電力から減算することで、アンテナ3毎の伝搬ロスを推定する(S1203)。基地局装置1は、推定されたアンテナ毎の伝搬ロスを、端末装置IDとアンテナIDに対応して、後述する通信品質テーブルに記憶する。
基地局装置1から、第一アンテナグループに属するアンテナ数に基づいて決定した上り通信方法を、制御情報として端末装置4へ通知する(S1206)。端末装置4からのACK(Ackknowledgement)応答を基地局装置1が受信すること(S1207)を以って、基地局装置1と端末装置4との間の送受信方法のネゴシエーションが完了する。このとき、基地局装置1から通知する内容は、上り送信空間レイヤ数と、MIMO空間多重または送信ダイバーシチのいずれかの送信方法を示すインジケータとの2点を含む。送信方法を示すインジケータとして、現在非特許文献1で開示されているTransmission Modeが例として挙げられる。Transmission Modeによって送信ダイバーシチかMIMO空間多重のいずれかが、端末装置個別に指定できるようになっている。
なお、ネゴシエーションを行う段階においては、第一アンテナグループ変更前の空間レイヤ数やMIMOまたは送信ダイバーシチいずれかの通信方法を適用する。本図の例においては、第一アンテナグループ変更前はアンテナ#1とアンテナ#2を第一アンテナグループとしているため、これらのアンテナを用いて端末装置4と通信する。ネゴシエーション完了後は、第一アンテナグループがアンテナ#1のみに変更されるため、以降の制御信号やデータ信号の通信には、アンテナ#1のみを使用することになる。
基地局装置1が、上述のように、端末装置4に割り当てた周波数リソース情報、および適用する変調方式や符号化率を、まとめて上りリソース割り当て情報として端末装置4へ通知する(S1212)。
基地局装置1は、端末装置4からフィードバックされた受信電力情報と、基地局装置1自身が管理しているアンテナ毎の送信電力との差分から、端末装置毎アンテナ毎の伝搬ロスを推定する(S1203)。ここから先、基地局装置1と端末装置4との間での送受信方法ネゴシエーション完了までは、通信品質情報を端末装置4からのフィードバックで入手する以外は、図8のシーケンスと同じである。
端末装置4は、基地局装置1から送信されたリソース割り当て情報、データ信号、パイロット信号を用いて、下りデータ信号の復号を行う。具体的には、パイロット信号を用いてリソース割り当て情報を復号した後、同情報に格納されている周波数情報や変調方式、符号化率を参照して、データ信号を復号する(S1215)。このとき、パイロット信号を用いて受信電力推定(S1302)、通信品質推定(S1204)、ならびに伝送速度推定(S1210)は継続する。
Step2(S1402)では、基地局装置1は、Step1で計算した評価関数値が高い順に端末装置4のインデックスを指定する。Step3からStep5が、ある端末装置4のインデックスに対する処理であり、一連の処理が完了するとStep2に戻り、次に評価関数値が高い別の端末装置4のインデックスを指定する。
Step5(S1405)では、基地局装置1は、全ての端末装置4についてStep3とStep4の処理が完了したかどうかを判定する。完了していればStep6へ進む。完了していなければ、別の端末装置4を指定するためStep2へ戻る。
Step9(S1409)では、基地局装置1は、Step8で指定された端末装置4の第二アンテナグループに属するアンテナのうち、当該周波数分割リソースにおいて少なくとも1アンテナが割り当て可能かどうかを判定する。第二アンテナグループに属するアンテナ全てが、既に他の端末装置4に対して割り当てられていれば、割り当て不可能と判定し、Step11へ進む。割り当て可能であればStep10へ進む。
Step11(S1411)では、基地局装置1は、全ての端末装置4についてStep9とStep10の処理が完了したかどうかを判定する。完了していれば当該周波数分割リソースでの割り当てを終了する。完了していなければ、別の端末装置4を指定するためStep8へ戻る。
以上の動作を、全ての第二アンテナグループのアンテナがいずれかの第一アンテナグループのアンテナに結合されるまで繰り返し、Step4(S1504)において終了判定を行う。端末装置4に割り当てる各アンテナ、及び、どのアンテナにどのアンテナを結合するかの情報は、後述するベースバンド信号送信部102に通知される。
Step4(S1604)では、測定主体が、データ信号の復号を開始するための準備として、リソース割り当て情報を参照して、当該データ信号の配置された周波数分割リソース、変調方式ならびに符号化率の情報を取得する。測定主体が基地局装置1の場合は、リソース割り当て情報は基地局装置1自身が発行しているため、基地局装置1内部に記録してある情報を参照することになる。一方、測定主体が端末装置4の場合は、リソース割り当て情報は端末装置4におけるブラインドデコーディングにより取得する。
Step13(S1613)では、測定結果Tb、Pa、Pbの平均化を行い、通信品質推定結果として出力する。測定区間の時間的長さをTとすると、スループットであれば、Tb/T、第一アンテナグループに関する総受信電力であればPa/T(又はPa/累積数)、SINRであれば、SIRでの近似となるが、Pa/Pbにより計算できる。
図13(a)は、基地局装置1から端末装置4へ伝送する送受信方法変更通知(図8および図9のS1206)の例である。送受信方法変更通知(S1206)は、第一アンテナグループ変更に伴い、端末装置4に対して伝送可能な空間レイヤ数が増減するため、空間レイヤ数の通知は必要となる。本実施例では1〜4の値の範囲としているが、この値の範囲はシステムに依存する。また、ビット量削減のため、0〜3の範囲を指定し、受信側ではこれを1〜4として解釈するプロトコルとするのが望ましいことは、同業者であれば容易に想到できるであろう。また、空間レイヤ数通知と合わせて、複数の空間レイヤを空間多重(SDMと表記)伝送とするか送信ダイバーシチ(Diversityと表記)伝送とするか、を示すインジケータを付加しても良い。
図13(d)は、端末装置4から基地局装置1へ伝送する下りの通信品質情報(図9のS1304)の例である。第一フィールドは、当通信品質情報の種類を示すインジケータであり、スループット、SINR、受信電力などに相当する。種類各々に数字を割り当てて、送受信側双方で数字割り当てルールを共有するプロトコルとすることは、同業者であれば容易に想到できるであろう。第二フィールドは、第一フィールドで指定された通信品質の値が格納される。
基地局装置1は、例えば、ネットワークI/F部119と、データバッファ118と、制御部150とを有する。制御部150は、例えば図14に示す各ブロック101〜117を含む。なお、制御部150は、例えば、端末装置4と通信するための通信処理部(例えばアンテナグループ制御部107以外のブロック)と、アンテナグループ制御部107とを有することができる。
RF信号送信部101は、入力されたベースバンドデジタル信号に対し、デジタルアナログ変換器によりアナログ信号へ変換し、アップコンバータにより無線周波数信号(RF信号)に変換し、RFアナログ信号を出力する機能を有する。出力先はアンテナケーブル2である。
データ信号生成部104は、下りリソース割当て部106から指示された変調方式と符号化率を用いて、リソースを割り当てた端末装置4向けのデータ系列をデータバッファ118から読出し、符号化ならびに変調を実施する。周波数分割リソースの割当て結果から、当該端末装置4に対して送信するシンボル数が決定するため、同シンボル数だけ変調シンボルが出力されるよう、レートマッチングを行う。また、データシンボル復調用パイロットシンボルも生成する。データ信号生成部104で生成するデータシンボルおよびデータシンボル復調用パイロットシンボルは、図9のシーケンス図の下りデータ信号(S1308)に相当する。
上り伝送速度推定部112は、ベースバンド信号受信部114で分離された端末装置4毎の上りパイロット信号(図8のS1201)を参照して端末装置4毎の上り瞬時伝送速度を推定する。端末装置4毎に第一アンテナグループが異なるため、端末装置4毎の第一アンテナグループのアンテナで受信した端末装置4からの上りパイロット信号を用いて伝送速度推定を行う。推定結果は、上りリソース割当て部109へ出力する。
ベースバンド信号受信部114は、アンテナ側から入力されたアンテナ毎のベースバンドデジタル信号に対して、端末装置4毎のパイロット信号、データ信号、制御信号を分離し、復調動作を経て各々のシンボル系列を取りだす動作が含まれる。OFDMA−MIMO通信システムにおけるFFT(Fast Fourier Transform)、伝搬路応答推定、MIMO受信処理が含まれる。図11で示した、第二アンテナグループのアンテナの、第一アンテナグループのアンテナへの結合は、このベースバンド信号受信部114で実施される。この結合の実施方法は後述する。
アンテナグループテーブル116は、端末装置4毎の第一アンテナグループと第二アンテナグループを記録するメモリであり、通信品質テーブル117は、端末装置4毎の通信品質をそれぞれ記録するメモリである。両テーブルへの記録例は後述する。
ネットワークインターフェースデバイス201は、図14の機能ブロックにおけるネットワークI/F部119に相当し、下りデータメモリ202と、上りデータメモリ204と、プログラムメモリ211とのインターフェースを持ち、バックホール回線6と接続する。例えば、ネットワークインターフェースカード(NIC)で実現する。
制御用メモリ203は、図14の機能ブロックにおけるアンテナグループテーブル116と通信品質テーブル117に相当し、制御処理プロセッサ206とのインターフェースを有する。DPRAMなど、ランダムアクセスできるメモリで実現する。
送信信号処理プロセッサ205で生成された下りのベースバンド信号は、デジタルアナログ変換器212でアナログ信号に変換され、アップコンバータ213で更にRF信号へ変換され、アンテナケーブル2へ出力される。
アンテナケーブル2から入力された上りのRF信号は、ダウンコンバータ209でベースバンド信号へ変換され、アナログデジタル変換器208で更にデジタル信号へ変換され、受信信号処理プロセッサ207へベースバンドデジタル信号として入力される。
IFFT部304は、上述のようにマッピング制御部302からのイネーブルをトリガに、マッピングメモリ303の内容を参照してIFFT処理を施し、ベースバンド信号をRF信号送信部101へ出力する機能を有する。GI(Guard Interval)を挿入する機能をIFFT部304に含めても良い。
デマッピングメモリ312は、アンテナ毎に周波数方向、いわゆるサブキャリア毎に受信した変調シンボルを単位時間、例えばOFDMシンボル毎に格納するメモリである。該単位時間に関する変調シンボルが全て格納されると、各FFT部311からデマッピング制御部313へイネーブル信号が発行され、デマッピング制御部313からメモリ内容が読みだされる。
パラレルシリアル変換部314は、デマッピング制御部313から入力されるある端末装置4の複数空間レイヤのデータシンボル系列を結合する処理である。デマッピング制御部313から入力される空間レイヤ数は、上りリソース割り当て部109から指示される。
デュプレクサ402は、基地局装置1から端末装置4に送信される下りRF信号をRF信号受信部415へ、端末装置4から基地局装置1に送信される上りRF信号をアンテナ401へ流すための分波器としての機能を有する。
RF信号送信部403は、入力されたベースバンドデジタル信号に対し、デジタルアナログ変換器によりアナログ信号へ変換し、アップコンバータにより無線周波数信号(RF信号)に変換し、RFアナログ信号を出力する機能を有する。出力先はアンテナ401である。
端末パイロット生成部405は、端末装置固有のパイロットシンボルを生成し、ベースバンド信号処理部404へ出力する機能を有する。図8のシーケンス図のS1201で送信する上りパイロット信号はここで生成される。
下り伝送速度推定部411は、ベースバンド信号受信部414で分離された下りパイロット信号(図9のS1301)を参照して当該端末装置4の下り瞬時伝送速度を推定する。推定結果は、制御信号生成部407に入力され、上り制御信号として基地局装置1へ伝送される。
通信品質推定部412は、基地局装置1から送信された下りパイロット信号(図9のS1301)を用いた受信電力推定またはSINR推定、またはデータ信号復号部410での復号結果が成功したかどうかのインジケータを参照することによるスループット測定を行う。これらの推定手順は図12に示した通りである。推定結果は、制御信号生成部409を介して、図13(d)に示すフォーマットの制御信号として基地局装置1へ伝送される(図9のS1304)。
ベースバンド信号受信部414は、アンテナ側から入力されたアンテナ毎のベースバンドデジタル信号に対して、パイロット信号、データ信号、制御信号を分離し、復調動作を経て各々のシンボル系列を取りだす動作が含まれる。OFDMA−MIMO通信システムにおけるFFT(Fast Fourier Transform)、伝搬路応答推定、MIMO受信処理が含まれる。
データバッファ416は、アプリケーション417から上りデータ信号として送信するデータをバッファする機能と、データ信号復号部410が出力した基地局装置1から送信された下りデータ信号をアプリケーション417が取りこむまでのバッファ機能を有する。
本実施例では、第一の実施例で示した無線通信システムをベースに、端末装置4から第一アンテナグループの更新要求トリガを掛けるための動作を説明する。
図21は、第二の実施例における動作シーケンスの一例を示す。図21は、第一の実施例における図9とほぼ同じ内容であり、内容が重複する部分の説明は省略する。
S1311は、基地局装置1が、第一の実施例では基地局装置1が使用していた通信品質の要求値下限と要求値上限を含むメッセージを、端末装置4へ伝送する。S1312において、端末装置4は、S1204において推定された通信品質に対するしきい値判定を、例えば図5の要領で実施し、推定された通信品質が要求値下限を下回っていれば基地局装置1に対してアンテナ数の増加を要求する。一方、端末装置4は要求値上限を上回っていれば基地局装置1に対してアンテナ数減少を認めるインジケータ、すなわちアンテナ数増加要求を1、アンテナ数減少許可を0とするインジケータを発行し、S1313において基地局装置1に対し該インジケータを伝送する。
本実施例によると、端末で測定した下りの品質をベースに処理できるので、上り/下りの伝搬ロスが同じと仮定する実施例1と比べてさらに精度がよくなると期待される。
本無線通信方法は、例えば、
複数のアンテナを有する基地局装置と、
1つ以上の該アンテナで構成される第一アンテナグループと無線通信を行う端末装置とが存在する無線通信システムにおいて、
該第一アンテナグループを該端末装置個別に構成可能とし、
該基地局装置と該端末装置との間の通信品質の要求値を満たす範囲で該第一アンテナグループを構成するアンテナ数が最小となるよう、
端末装置毎の通信品質に基づいて、当該端末の該第一アンテナグループに対する該アンテナの追加または削除を行うことを特徴のひとつとする。
該基地局装置が具備する全ての該アンテナのうち、該第一アンテナグループを構成する該アンテナを除いた全部または一部の該アンテナで構成されるアンテナグループを第二アンテナグループとし、
該第一アンテナグループを構成する該アンテナは、該基地局装置が該端末装置と通信する際に必ず使用する該アンテナとし、
該第二アンテナグループを構成する該アンテナの全部または一部は、該基地局装置が該端末装置と通信する際に使用しても良い該アンテナとすることを特徴のひとつとする。
該第一アンテナグループに対する該アンテナの該追加または該削除の動作は、複数回に分けて、時間間隔を空けて実施することを特徴のひとつとする。
上述の無線通信方法において、
該通信品質の要求値として通信品質要求値下限と、該通信品質要求値下限より大きい値を通信品質要求値上限の2種類を定義し、
該通信品質が該通信品質要求値下限を下回ったことを条件に該アンテナの該追加の動作を行い、該通信品質が該通信品質要求値上限を上回ったことを条件に該アンテナの該削除の動作を行うことを特徴のひとつとする。
該通信品質の測定及びしきい値判定を該端末装置で実施し、
該アンテナの該追加または該アンテナの該削除の判定を該端末装置で実施し、
該判定結果を該端末装置から該基地局装置へ伝送し、
該基地局装置が該判定結果に基づき該アンテナの該追加の動作、または該アンテナの該削除の動作を行うことを特徴のひとつとする。
該端末装置毎の該通信品質を測定する第一ステップと、
該第一ステップの結果を基に該端末装置毎の該第一アンテナグループを更新する第二ステップと、
該第二ステップの結果を基に、タイムスロット毎に該端末装置に対して無線通信を行うための該アンテナを含む無線通信リソース割り当てを実施する第三ステップとを含むことを特徴のひとつとする。
該基地局装置と該端末装置との間で送受信方法のネゴシエーションを実施することを特徴のひとつとする。
また、該ネゴシエーションを実施する際に基地局装置と端末装置との間で交換するメッセージの中に、該空間レイヤ数と、該空間レイヤを活用する伝送方法として、空間多重伝送またはダイバーシチ伝送のいずれであるかを示すインジケータであることを特徴のひとつとする。
該第三ステップは、該端末装置毎の瞬時伝送速度の推定結果を基に、該第一アンテナグループに所属する該アンテナ全てを割り当てる第四ステップと、
該第四ステップにおいてどの該端末装置にも割り当てられなかった該アンテナを、該第四ステップで該アンテナが割り当てられた該端末装置のうちいずれかに、補助的に割り当てる第五ステップ、とを含むことを特徴のひとつとする。
また、該第五ステップで補助的に割り当てられた該アンテナは、該第四ステップで割当てられた該アンテナのいずれかと結合し、双方の該アンテナが割り当てられた該端末装置に対して、双方の該アンテナから同一のデータ信号を送信し、該端末装置から送信されたデータ信号は、双方の該アンテナで受信されたものが加算されることを特徴のひとつとする。
複数のアンテナを有する基地局装置と、
1つ以上の該アンテナで構成される第一アンテナグループと無線通信を行う端末装置とが存在する無線通信システムにおいて、
該基地局装置が該端末装置との間の通信品質に基づいて、該端末装置個別の該第一アンテナグループを形成し、
該基地局装置が形成した該端末装置各々の該第一アンテナグループに基づいて、該端末装置各々に提供可能な空間レイヤ数を該端末装置へ通知することを特徴のひとつとする。
該通信品質は、該端末装置が推定することと、
推定結果を該端末装置から該基地局装置へ伝送することと、
該端末装置が該通信品質を推定するために必要なパイロット信号、制御信号、およびデータ信号を該基地局装置が該端末装置へ伝送することを特徴のひとつとする。
上述の無線通信システムにおいて、
該通信品質は、該基地局装置が推定することと、
該基地局装置が該通信品質を推定するために必要なパイロット信号、制御信号、およびデータ信号を該端末装置が該基地局装置へ伝送することを特徴のひとつとする。
複数のアンテナを具備し、端末装置に対する下り通信向け信号を該アンテナ毎に出力し、該端末装置から送信した上り通信向け信号を該アンテナ毎に入力し、
ベースバンド信号処理部と、該端末装置に対する該下り通信および該上り通信の無線通信リソース割当て部を有する基地局装置であって、
該端末装置毎の通信品質を逐次更新する通信品質測定部と、
該通信品質測定部で取得した該端末装置毎の該通信品質が、該通信品質の要求値を満たすか否かにより、該端末装置が通信する際に必ず使用する第一アンテナグループに所属する該アンテナの追加または削除を行うアンテナグループ制御部、とを具備することを特徴のひとつとする。
該アンテナグループ制御部は、該端末装置が通信する際に必ず使用する該第一アンテナグループに加えて、該端末装置が補助的に使用可能で、該第一アンテナグループに所属しない該アンテナで構成される第二アンテナグループに所属する該アンテナの追加または削除をも行うことを特徴のひとつとする。
また、該無線通信リソース割り当て部は、該アンテナグループが決定する該端末装置毎の該第一アンテナグループおよび該第二アンテナグループを基に、タイムスロット毎に該端末装置に対する該アンテナの割り当てを含む無線通信リソースの割り当てを実施することを特徴のひとつとする。
当該端末装置に対して同一のデータ信号を双方の該アンテナから送信する、または当該端末装置から送信され、双方の該アンテナで受信されたデータ信号を合成するよう、該ベースバンド信号処理部を制御することを特徴のひとつとする。
該ベースバンド信号処理部は、該アンテナグループ制御部が該端末装置に対して決定した該第一アンテナグループの更新に伴い、該基地局装置と該端末装置との間で確保可能な空間レイヤ数が変更される際に、該端末装置に対して変更後の該空間レイヤ数を通知するための制御信号を生成する制御信号生成部を具備することを特徴のひとつとする。
2 アンテナケーブル
3 アンテナ
4 端末装置
5 第一アンテナグループ
6 バックホール回線
7 ゲートウェイ装置
9 第二アンテナグループ
101 RF信号送信部
102 ベースバンド信号送信部
103 アンテナパイロット生成部
104 データ信号生成部
105 制御信号生成部
106 下りリソース割り当て部
107 アンテナグループ制御部
108 通信品質測定部
109 上りリソース割り当て部
110 制御信号復号部
111 伝搬ロス推定部
112 上り伝送速度推定部
113 データ信号復号部
114 ベースバンド信号受信部
115 RF信号受信部
116 アンテナグループテーブル
117 通信品質テーブル
118 データバッファ
119 ネットワークI/F部
201 ネットワークインターフェースデバイス
202 下りデータメモリ
203 制御用メモリ
204 上りデータメモリ
205 送信信号処理プロセッサ
206 制御処理プロセッサ
207 受信信号処理プロセッサ
208 アナログデジタル変換器
209 ダウンコンバータ
210 データバス
211 プログラムメモリ
212 デジタルアナログ変換器
213 アップコンバータ
301 シリアルパラレル変換器
302 マッピング制御部
303 マッピングメモリ
304 IFFT部
311 FFT部
312 デマッピングメモリ
313 デマッピング制御部
314 パラレルシリアル変換器
401 アンテナ
402 デュプレクサ
403 RF信号送信部
404 ベースバンド信号送信部
405 端末パイロット生成部
406 データ信号生成部
407 制御信号生成部
408 上り送信方法バッファ
409 制御信号復号部
410 データ信号復号部
411 下り伝送速度推定部
412 通信品質推定部
413 下り受信電力推定部
414 ベースバンド信号受信部
415 RF信号受信部
416 データバッファ
417 アプリケーション
Claims (15)
- 無線通信システムであって、
端末装置と、
複数のアンテナ、及び前記複数のアンテナのうち、一以上のアンテナを介して行われる基地局装置と前記端末装置との間の通信品質及びアンテナグループを構成するアンテナ数に基づいてアンテナグループを構成すべき一以上のアンテナを選択し、選択されたアンテナによって構成される第一アンテナグループを介して前記端末装置と通信する制御部を有する基地局装置と、
を備え、
前記第一アンテナグループを前記端末装置ごとに構成し、
前記基地局装置と前記端末装置との間の通信品質の要求値を満たす範囲で、前記第一アンテナグループを構成するアンテナ数が最小となるように、前記端末装置ごとの通信品質に基づいて、前記端末装置に対する第一アンテナグループに前記アンテナを追加又は削除することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1記載の無線通信システムであって、
前記基地局装置が具備する前記アンテナのうち、第一アンテナグループを構成する前記アンテナを除いた全部又は一部の該アンテナを第二アンテナグループとし、
第一アンテナグループを構成する前記アンテナは、前記基地局装置が前記端末装置と通信する際に必ず使用する前記アンテナとし、
第二アンテナグループを構成する前記アンテナは、前記基地局装置が前記端末装置のいずれかと通信する際に、第一アンテナグループのアンテナとともに使用されることを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1記載の無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
該第一アンテナグループに対する該アンテナの該追加又は該削除の処理を、複数回に分けて、時間間隔を空けて実施することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1記載の無線通信システムであって、
要求通信品質として前記通信品質要求下限値と、該通信品質要求下限値より大きい通信品質要求上限値が予め定められ、
通信品質が該通信品質要求下限値を下回ったことを条件に、前記基地局装置は、前記アンテナの第一アンテナグループへの追加の処理を行い、
通信品質が該通信品質要求上限値を上回ったことを条件に、前記基地局装置は、前記アンテナの第一アンテナグループからの削除の処理を行うことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項4記載の無線通信システムであって、
前記基地局装置は、該通信品質要求下限値と該通信品質要求上限値を前記端末装置へ伝送し、
該端末装置は、該基地局装置との通信品質を測定し、該該通信品質要求下限値及び該通信品質要求上限値と比較して、アンテナの追加又は削除の判定を実施し、判定結果を該基地局装置へ伝送し、
該基地局装置は、該判定結果に基づきアンテナの追加の処理又はアンテナの削除の処理を行うことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1記載の無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
各端末装置との通信品質を測定し、
測定された通信品質を基に前記端末装置毎の第一アンテナグループを更新し、
更新された第一アンテナグループを基に、タイムスロット毎に該端末装置に対して無線通信を行うための該アンテナを含む無線通信リソース割り当てを実施することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1記載の無線通信システムであって、
前記基地局装置と前記端末装置とで、予めネゴシエーションにより空間レイヤ数が定められ、
第一アンテナグループの更新により、前記端末装置に対して提供可能な空間レイヤ数が更新前後で変化した場合に、該基地局装置と該端末装置との間で送受信方法のネゴシエーションを再度実施することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項7記載の無線通信システムであって、
該ネゴシエーションを再度実施する際に前記基地局装置と前記端末装置との間で交換するメッセージの中に、空間レイヤ数と、該空間レイヤを活用する伝送方法として空間多重伝送又はダイバーシチ伝送のいずれであるかを示すインジケータとを含むことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項2記載の無線通信システムであって、
前記端末装置に対する第一アンテナグループに所属するアンテナを前記端末装置に割り当て、
どの端末装置にも割り当てられていない第二アンテナグループのアンテナを、該第一アンテナグループのアンテナが割り当てられた該端末装置のうちいずれかに、該端末との間で予め定められた空間レイヤ数を変更しないように割り当てる無線通信システム。 - 請求項9記載の無線通信システムであって、
前記端末装置毎の瞬時伝送速度の推定結果を基に、所定のタイムスロットの所定の周波数分割リソースにおいて第一アンテナグループのアンテナを割り当てる前記端末装置を順に選択し、選択された該端末装置の該第一アンテナグループに属する全アンテナが、当該タイムスロットの当該周波数分割リソースにおいて他の端末装置に割り当てられていない場合、該アンテナを選択された前記端末装置に割り当てる無線通信システム。 - 請求項9記載の無線通信システムであって、
第二アンテナグループから割り当てられたアンテナからは、第一アンテナグループから割当てられた該アンテナのいずれかと同一のデータ信号を、該端末装置に対して送信し、
該端末装置から送信されたデータ信号は、該アンテナの双方で受信されたものが加算されることを特徴とする無線通信システム。 - 請求項9記載の無線通信システムであって、
前記基地局装置と前記端末装置との間の通信品質が、通信品質の要求下限値に近い又は下回っている端末装置に、優先して第二アンテナグループからアンテナを追加する無線通信システム。 - 請求項1記載の無線通信システムであって、
前記基地局装置が、前記端末装置からパイロット信号、制御信号、及びデータ信号を受信して通信品質を推定する、又は、
前記端末装置が、前記基地局装置からパイロット信号、制御信号、及びデータ信号を受信して通信品質を推定し、推定結果を該基地局装置へ伝送する無線通信システム。 - 端末装置と無線通信を行うための複数のアンテナと、
1つ以上の該アンテナで第一アンテナグループを該端末装置毎に構成し、基地局装置と前記端末装置との間の通信品質の要求値を満たす範囲で、第一アンテナグループを構成するアンテナ数が最小となるように、前記端末装置ごとの通信品質に基づいて、該端末装置に対する第一アンテナグループに前記アンテナを追加又は削除するアンテナグループ制御部と
を備え
少なくとも第一アンテナグループのアンテナを用いて前記端末装置と通信する基地局装置。 - 複数のアンテナを有し、1つ以上の該アンテナで構成される第一アンテナグループを介して端末装置と無線通信する基地局装置を用いた無線通信方法であって、
第一アンテナグループを端末装置毎に構成し、
基地局装置と端末装置との間の通信品質の要求値を満たす範囲で、第一アンテナグループを構成するアンテナ数が最小となるように、端末装置ごとの通信品質に基づいて、端末装置に対する第一アンテナグループにアンテナを追加又は削除し、
基地局装置は、少なくとも第一アンテナグループのアンテナを用いて端末装置と通信する無線通信方法。
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