JP2010011052A - 無線通信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 無線通信において、高スループット技術を利用したまま無線性能を安定化させる。
【解決手段】 本発明の一態様において、無線通信装置1は、上位層2から受けた複数のMSDUフレーム141〜143をまとめて少なくとも一つのA−MSDUフレーム151を構成するA−MSDU構成手段6と、少なくとも一つのA−MSDUフレーム151をフラグメントしきい値に基づいて分割し、複数のA−MSDUフラグメントフレーム171〜177を生成するA−MSDUフラグメント手段7と、複数のA−MSDUフラグメントフレーム171〜177に対するヘッダ処理を実行し、複数のMPDUフレーム181〜187を生成するMPDUフレーム構成手段8と、複数のMPDUフレーム181〜187をまとめて少なくとも一つのA−MPDUフレーム19を生成するA−MPDU手段と、少なくとも一つのA−MPDUフレーム19を受信側の無線通信装置に送信する物理手段4とを具備する。
【選択図】 図1
【解決手段】 本発明の一態様において、無線通信装置1は、上位層2から受けた複数のMSDUフレーム141〜143をまとめて少なくとも一つのA−MSDUフレーム151を構成するA−MSDU構成手段6と、少なくとも一つのA−MSDUフレーム151をフラグメントしきい値に基づいて分割し、複数のA−MSDUフラグメントフレーム171〜177を生成するA−MSDUフラグメント手段7と、複数のA−MSDUフラグメントフレーム171〜177に対するヘッダ処理を実行し、複数のMPDUフレーム181〜187を生成するMPDUフレーム構成手段8と、複数のMPDUフレーム181〜187をまとめて少なくとも一つのA−MPDUフレーム19を生成するA−MPDU手段と、少なくとも一つのA−MPDUフレーム19を受信側の無線通信装置に送信する物理手段4とを具備する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、無線通信装置に関する。
特許文献1には、複数のMACフレームがアグリゲートされた1つの物理フレームを作成する物理フレーム作成手段と、物理フレームを送信する送信手段と、物理フレームの終了に暗黙の送達確認要求として応答された送達確認フレームを受信する受信手段とを具備する通信装置が開示されている。
特許文献2には、一つのMACヘッダと複数のMACフレームとを含む単一の物理フレームを構築する物理フレーム構築手段と、物理フレームを宛先の通信装置に送信する通信手段とを具備する通信装置が開示されている。
特許文献3には、無線LAN通信の規格IEEE802.11に準拠し、かつ、サービス品質優先制御機能としてBlock Ack ReqフレームおよびBlock Ackフレームを作成して複数のDATAフレームの受信確認を一括して行うBlock Ack機能を有する無線通信方法において、Block Ackフレームに含まれるBlock Ack Bitmapフィールドを作成する際、伝送データの内容に応じて適切なサイズを選択することによって映像データの伝送を可能とすることが記載されている。
特開2006−352897号公報
特開2006−287980号公報
特開2006−217242号公報
本発明は、例えばIEEE802.11nのリンクレイヤ(MAC:Medium Access Control)層などにおいて、高スループット技術を利用したまま、無線性能を安定化させることができる通信装置を提供することを目的とする。なお、IEEE802.11nは、規格策定中(Draft)の名称であり、標準化された段階でIEEE802.11として統合され、IEEE802.11nという名称は使用されないことになる。
本発明の第1の態様に係る無線通信装置は、上位層から受けた複数のMSDUフレームをまとめて少なくとも一つのA−MSDUフレームを構成するA−MSDU構成手段と、少なくとも一つのA−MSDUフレームを予め決められたフラグメントしきい値に基づいて分割し、複数のA−MSDUフラグメントフレームを生成するA−MSDUフラグメント手段と、複数のA−MSDUフラグメントフレームに対するヘッダ処理を実行し、複数のMPDUフレームを生成するMPDUフレーム構成手段と、複数のMPDUフレームをまとめて少なくとも一つのA−MPDUフレームを生成するA−MPDU手段と、少なくとも一つのA−MPDUフレームを受信側の無線通信装置に送信する物理手段とを具備する。
本発明の第2の態様に係る無線通信装置は、少なくとも一つのA−MPDUフレームを受信する物理手段と、少なくとも一つのA−MPDUフレームを分解して複数のMPDUフレームを生成するA−MPDU手段と、複数のMPDUフレームに対してヘッダ処理を実行するとともに組み合わせを行って少なくとも一つのA−MSDUフレーム又は少なくとも一つのMSDUフレームを生成するMPDU受信手段と、MPDU受信手段によって生成されたフレームが、少なくとも一つのMSDUフレームか、少なくとも一つのA−MSDUフレームか判断し、MPDU受信手段によって少なくとも一つのMSDUフレームが生成されたと判断された場合に、少なくとも一つのMSDUフレームを上位層に与える構成フレーム解析手段と、構成フレーム解析手段において、MPDU受信手段によって少なくとも一つのA−MSDUフレームが生成された判断された場合に、少なくとも一つのA−MSDUフレームを分解して複数のMSDUフレームを生成し、この複数のMSDUフレームを上位層に与えるA−MSDU分解手段とを具備する。
本発明により、無線通信において、高スループット技術を利用したまま、無線性能を安定化させることができる
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の各図において同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
無線LAN(Local Area Network)は、例えばホームネットワークなどに用いられる。ホームネットワーク技術のガイドラインとして最も有名であるDLNA(Digital Living Network Alliance)では、このガイドラインにおける第2層のリンクレイヤ技術として、無線区間にIEEE802.11を採用している。
ホームネットワークでの主要なアプリケーションとして見込まれるのが、映像(動画)である。High Definition映像を表示するテレビジョンは、ホームネットワークの一構成要素になり得る。テレビ放送がデジタル化されることで、テレビジョンとネットワークとの相性も向上する。
ここで、DLNAで採用されるIEEE802.11のリンクレイヤ(MAC)技術について説明する。
IEEE802.11規格の一機能に、フラグメント機能がある。上位層から通知されたMSDU(Mac Service Data Unit)フレームに対して予め決められたフラグメントしきい値を超えたデータ長のデータは、このフラグメントしきい値単位で分割され、一つのMPDU(Mac Protocol Data Unit)フレームを構成する。最後に端数がでた場合には、その端数のデータ長で1つのMPDUフレームを構成する。分割で得られたMPDUフレームには、それぞれヘッダと呼ばれるフレーム識別情報が付与される。このヘッダに、ある一つのMSDUフレームが複数のMPDUフレームに分割されたことを示す識別子が納められる。
また、IEEE802.11の高スループットバージョンの規格であるIEEE802.11nには、上位層から通知されたMSDUフレームを複数束ね、この束ねられた複数のMSDUフレームを一つのMPDUフレームとするA−MSDU(Aggregate-MSDU)機能がある。
A−MSDUフレームの最大長は、例えば、4000バイト又は8000バイトに制限される。つまり、一般的な通常のネットワークにおいては、2−5個のMSDUフレームを一つに束ねることが可能である。ここで、送信されたA−MSDUフレームに損失が発生した場合、このA−MSDUフレーム単位で再送が行われる。したがって、IEEE802.11nはエラーフリー時の効率がよい一方で、無線環境が悪くなったときの効率が低下する場合がある。
さらに、IEEE802.11nには、MPDUフレームを複数束ねて、この複数のMPDUフレームを一つのMPDUフレームとするA−MPDU(Aggregate-MPDU)機能がある。A−MPDUフレームは、A−MSDUフレームとは異なり、束ねる前のMPDUフレーム単位で再送が可能となる。したがって、無線環境悪化時の再送効率は、A−MPDUフレームではない通常のMPDUフレームの場合と同じである。
ただし、A−MPDUフレームでは、IEEE802.11規格のフラグメント機能を扱うことはできない。したがって、上位層から通知されたMSDUフレーム又は上位層から通知されたMSDUフレームを束ねたA−MSDUフレームは、そのデータ長のまま、基地局から無線端末に送信されることになる。
テレビジョンをアプリケーションとする映像伝送技術においては、インターネットのようなベストエフォートの概念によるピーク性能を競う技術よりも、ある一定のレートを安定的に伝送する技術が好まれる。特に、無線通信の一般的安定性は有線媒体を用いる場合よりも低く、周波数が高くなるほど安定性も低くなる傾向がある。
無線通信の安定性を高めるために、アンテナ性能を高めるなどの方法があるが、本実施の形態のおいては、リンクレイヤ層で、フレームを短くすることによってフレームの損失率を低下させる。
以下、リンクレイヤ層で、フレームを短くすることによってフレームの損失率を低下させるための構成について説明する。
図1は、本実施の形態に係る無線通信装置の一例を示すブロック図である。なお、以下の説明においてフレームの数は例であり、フレームの内容及び長さ、フラグメントしきい値、送信状態などで変化する。
無線通信装置1は、送信側(基地局:Access Point)としても受信側(無線端末:Station)としても用いることが可能である。
無線通信装置1は、ホスト部(上位層)2、リンクレイヤ部3、物理部4を具備する。
送信側として動作する場合に用いられるリンクレイヤ部3の構成要素は、記憶装置5a〜5d、A−MSDU構成部6、A−MSDUフラグメント部7、MPDUフレーム構成・送信部8、A−MPDU部22、再送部23を含む。
受信側として動作する場合に用いられるリンクレイヤ部3の構成要素は、記憶装置5e〜5g、A−MPDU部22、MPDU受信部9、A−MSDU処理部10、再送部23を含む。
さらに、A−MSDU処理部10は、記憶装置5h,5j、構成フレーム解析部11、A−MSDU分解部12、未構成フレームバッファ5i、フレーム連結制御部13を具備する。
以下に、送信時における無線通信装置1の動作について説明する。
図2は、送信時のフレーム処理の一例を示すブロック図である。
ホスト部2は、複数のMSDUフレーム141〜143を記憶装置5aに記憶する。
A−MSDU構成部6は、記憶装置5aに記憶されている複数のMSDUフレーム141〜143をまとめるA−MSDU処理を実行し、少なくとも一つのA−MSDUフレーム151を生成し、A−MSDUフレーム151を記憶装置5bに記憶する。A−MSDUフレーム151に含まれているサブフレーム161〜163は、それぞれMSDUフレーム141〜143に対応している。サブフレーム161〜163には、ヘッダが含まれている。
A−MSDUフラグメント部7は、予め決められたフラグメントしきい値(長さ)に基づいて、記憶装置5bに記憶されているA−MSDUフレーム151をフラグメント(分割)し、この複数のフラグメントされたフレーム(A−MSDUフラグメントフレーム)171〜177を生成し、記憶装置5cに記憶する。
MPDUフレーム構成・送信部8は、例えばIEEE802.11の規格にそって、記憶装置5cに記憶されている複数のA−MSDUフラグメントフレーム171〜177にヘッダを付すなどのヘッダ処理を実行し、複数のMPDUフレーム181〜187を生成する。そして、MPDUフレーム構成・送信部8は、複数のMPDUフレーム181〜187を記憶装置5dに記憶する。
A−MPDU部22は、必要に応じて、記憶装置5dに記憶されている複数のMPDUフレーム181〜18nを束ねてA−MPDUフレーム19を生成するA−MPDU機能4aを実行する。
物理部4は、A−MPDUフレーム19を受信側の無線通信装置に送信する。
このA−MPDUフレーム19の伝送において損失等のエラーが生じた場合、再送部23は、例えば、受信側の無線通信装置から、複数のMPDUフレーム181〜18nのうち正常に受信されなかったMPDUフレームに対する再送要求を、物理部4経由で、受信する。そして、この再送要求に応じて、再送部23は、MPDUフレーム単位で、再送が要求されたMPDUフレーム18を、物理部4経由で、再送する。
これにより、送信されるA−MPDUフレーム19を構成する複数のMPDUフレーム181〜18nのフレーム長を短くすることができ、フレームの損失率及び再送効率を低下させることができ、高スループット技術を利用したまま、無線性能を安定化させることができる。
なお、本実施の形態では、ホスト部2とA−MSDU構成部6との間、A−MSDU構成部6とA−MSDUフラグメント部7との間、A−MSDUフラグメント部7とMPDUフレーム構成・送信部8との間、MPDUフレーム構成・送信部8とA−MPDU部22及び再送部23との間では、それぞれ記憶装置5a〜5dを介して、各種フレームなどのデータがやり取りされる。しかしながら、各構成要素間での例えばデータなどの処理結果のやり取りは、記憶装置を介することなく行われるとしてもよい。
本実施の形態において、リンクレイヤ部3と物理部4との間のデータのやり取りについては、記憶装置を介して行われるとしてもよい。
以下に、受信時における無線通信装置1の動作について説明する。
図3は、受信時のフレーム構成の一例を示すブロック図である。
物理部4は、送信側の無線通信装置からA−MPDUフレーム19を受信する。
A−MPDU部22は、送信側の無線通信装置から受信したA−MPDUフレーム19を分解して複数のMPDUフレーム181〜187を生成し、この複数のMPDUフレーム181〜187を記憶装置5eに記憶する。
MPDU受信部9は、記憶装置5eに記憶されている複数のMPDUフレーム181〜187に対して、IEEE802.11の規格にしたがってヘッダ処理(例えばヘッダの解析及び除去など)、復号化処理、組み合わせ処理などを含む上記図2の逆手順の処理を行い、複数のMPDUフレーム181〜187をMSDUフレーム14又はA−MSDUフレーム151の状態にし、記憶装置5fに記憶する。
A−MSDU処理部10の構成フレーム解析部11は、MPDU受信部9によって受信され記憶装置5fに記憶されたフレームが、MSDUフレーム14かA−MSDUフレーム151か判断する。
判断の結果がMSDUフレーム14である旨を示す場合、構成フレーム解析部11は、MSDUフレーム14を、ホスト部2への引渡しのための記憶装置5gに記憶する。
判断の結果がA−MSDUフレーム151である旨を示す場合、構成フレーム解析部11は、A−MSDUフレーム151を、A−MSDU分解部への引渡しのための記憶装置5hに記憶する。
A−MSDUフレーム分解部12は、記憶装置5hに記憶されているA−MSDUフレーム151に対して、IEEE802.11n規格にしたがって、A−MSDUフレーム151を複数のMSDUフレーム141〜143に分解する分解処理を行い、分解によって得られた複数のMSDUフレーム141〜143を記憶装置5gに記憶する。
ここで、例えば、図4に示すように、A−MSDUフレーム分解部12は、分解処理を行う過程において、分解対象のA−MSDUフレーム151のうち分割後の残りのデータ20がフレームのサブヘッダに記述されたMSDUフレーム長に満たない場合、この残りのデータ20を、未構成フレームバッファ5iに記憶する。
さらに、A−MSDUフレーム分解部12は、この残りの20を含むA−MSDUフレーム19に続くA−MSDUフレーム152が、未構成フレームバッファ5iに記憶されている残りのデータ20に対する続きのデータ21を含むフレームか否か判断する。
A−MSDUフレーム151の後のA−MSDUフレーム152が未構成フレームバッファ5iに記憶されている残りのデータ20に対する続きのデータ21を含む場合、A−MSDUフレーム分解部12は、A−MSDUフレーム19の後のA−MSDUフレーム152から、未構成バッファ5iのデータ20に対する続きのデータ21を取り出し、続きのデータ21を記憶装置5jに記憶する。
フレーム連結制御部13は、未構成フレームバッファ5iに記憶されている残りのデータ20と、記憶装置5jに記憶されており未構成フレームバッファ5iの残りのデータ20に対する続きのデータ21とを連結したMSDUフレーム144を構成し、記憶装置5gに記憶する。
以降、A−MPDUフレームを受信するたびに同様の処理が実行される。
ホスト部2は、記憶装置5gに記憶されているMSDUフレーム14、MSDUフレーム141〜143、又はMSDUフレーム144を読み出すことでデータを取得する。
正常に受信されなかったMPDUフレームがある場合、受信側の再送部23は、受信側の物理部4経由で、この正常に受信されなかったMPDUフレームの再送要求を、送信側の無線通信装置に送信する。
そして、受信側の再送部23は、MPDUフレーム単位で再送されたMPDUフレーム18を、受信側の物理部4経由で受信し、記憶装置5eに記憶する。
MPDU受信部9は、再送されたMPDUフレーム18を含む記憶装置5eのMPDUフレームを用いて、少なくとも一つのMSDUフレーム又は少なくとも一つのA−MSDUフレームを生成し、記憶装置5fに記憶する。
なお、本実施の形態では、A−MPDU部22及び再送部23とMPDU受信部9との間、MPDU受信部9と構成フレーム解析部11との間、構成フレーム解析部11とA−MSDU分解部12との間、A−MSDU分解部12とフレーム連結制御部13との間、構成フレーム解析部11、A−MSDU分解部12、フレーム連結制御部13とホスト部2との間は、それぞれ記憶装置5e,5f,5h〜5j,5gを介して、各種フレームなどのデータのやり取りが行われる。しかしながら、各構成要素間での例えばデータなどの処理結果のやり取りは、記憶装置を介することなく行われるとしてもよい。
本実施の形態において、受信側にて、A−MSDUフレーム151に対するフラグメントしきい値に基づく分割を行った場合、このA−MSDUフレーム151を構成するMSDUフレームの中に、途中で分割された状態のフレームが存在する場合がある。このような場合であっても、受信側において、未構成バッファ5iに記憶されている途中で分割された状態のフレーム部分(残りのデータ20)と、この残りのデータ20に対する続きのフレーム部分(続きのデータ21)とを連結する処理が実行されるため、受信側で正当にMSDUフレームを生成することができる。
以上説明した本実施の形態に係る例えばIEEE802.11n規格のA−MSDU機能を用いる無線通信装置1においては、送信側で、A−MSDUフレームがフラグメントされ、このフラグメントされたフレームに対してシーケンス番号を含むヘッダが個別に付与される。これにより、短く加工されたフレームをA−MPDU部22を用いて送信することができる。
本実施の形態に係る例えばIEEE802.11n規格のA−MSDU機能を用いる無線通信装置1においては、受信された第1のA−MPDUフレーム151を構成するMSDUフレームが、上位部2に通知可能なMSDUフレームと、上位部2に通知できない部分(残りのデータ20)とを含む場合、この上位部2に通知できない部分が未構成フレームバッファ5iに記憶される。そして、この上位部2に通知できない部分に対して、第1のA−MPDUフレーム151の後に続く第2のA−MPDUフレームのうちこの未構成フレームバッファ5iに記憶されている部分に続く部分(続きのデータ21)が連結される。これにより、A−MPDUを利用可能なフラグメントフレームを再構成することができる。
本実施の形態においては、送信側から送信されるA−MPDUフレーム19を構成する複数のMPDUフレーム181〜184のフレーム長を短くすることができる。これにより、フレームの損失率及び再送効率を低下させることができ、高スループット技術を利用したまま、無線性能を安定化させることができる。
本実施の形態に係るフレーム構成及び解析は、現状のA−MSDU機能に対する変更部分が少なくてよく、導入容易である。
本実施の形態で説明した各構成要素は、自由に組み合わせてもよく、また、分割してもよい。例えば、各記憶装置は自由に組み合わせ可能である。例えば、記憶装置5f〜5hは統合してもよい。
本実施の形態に係る無線通信装置1は無線通信可能なコンピュータであり、無線通信装置1の各種構成要素はコンピュータのプロセッサによりソフトウェアが実行されることで実現されるとしてもよい。
本実施の形態において、リンクレイヤ部3をソフトウェア、物理部4をハードウェアとして実現してもよい。物理部4は、変調・復調などを行うとしてもよい。
1…無線通信装置、2…ホスト部、3…リンクレイヤ部、4…物理部、5a〜5j…記憶装置、6…A−MSDU構成部、7…A−MSDUフラグメント部、8…MPDUフレーム構成・送信部、9…MPDU受信部、10…A−MSDU処理部、11…構成フレーム解析部、12…A−MSDU分解部、13…フレーム連結制御部、14,141〜143,144…MSDUフレーム、151,152…A−MSDUフレーム、161〜163…サブフレーム、171〜177…A−MSDUフラグメントフレーム、18,181〜187…MPDUフレーム、19…A−MPDUフレーム、20…残りのデータ、21…続きのデータ、22…A−MPDU部、23…再送部
Claims (5)
- 上位層から受けた複数のMSDUフレームをまとめて少なくとも一つのA−MSDUフレームを構成するA−MSDU構成手段と、
前記少なくとも一つのA−MSDUフレームを予め決められたフラグメントしきい値に基づいて分割し、複数のA−MSDUフラグメントフレームを生成するA−MSDUフラグメント手段と、
前記複数のA−MSDUフラグメントフレームに対するヘッダ処理を実行し、複数のMPDUフレームを生成するMPDUフレーム構成手段と、
前記複数のMPDUフレームをまとめて少なくとも一つのA−MPDUフレームを生成するA−MPDU手段と、
前記少なくとも一つのA−MPDUフレームを前記受信側の無線通信装置に送信する物理手段と
を具備する無線通信装置。 - 請求項1記載の無線通信装置において、
前記受信側の無線通信装置において正常に受信されなかったMPDUフレームを、当該正常に受信されなかったMPDUフレームを一単位として前記受信側の無線通信装置に再送する再送手段をさらに具備することを特徴とする無線通信装置。 - 少なくとも一つのA−MPDUフレームを受信する物理手段と、
前記少なくとも一つのA−MPDUフレームを分解して複数のMPDUフレームを生成するA−MPDU手段と、
前記複数のMPDUフレームに対してヘッダ処理を実行するとともに組み合わせを行って少なくとも一つのA−MSDUフレーム又は少なくとも一つのMSDUフレームを生成するMPDU受信手段と、
前記MPDU受信手段によって生成されたフレームが、前記少なくとも一つのMSDUフレームか、前記少なくとも一つのA−MSDUフレームか判断し、前記MPDU受信手段によって前記少なくとも一つのMSDUフレームが生成されたと判断された場合に、前記少なくとも一つのMSDUフレームを上位層に与える構成フレーム解析手段と、
前記構成フレーム解析手段において、前記MPDU受信手段によって前記少なくとも一つのA−MSDUフレームが生成された判断された場合に、前記少なくとも一つのA−MSDUフレームを分解して複数のMSDUフレームを生成し、この複数のMSDUフレームを前記上位層に与えるA−MSDU分解手段と
を具備する無線通信装置。 - 請求項3記載の無線通信装置において、
前記A−MSDU分解手段によって前記少なくとも一つのA−MSDUフレームを分解した結果において、MSDUフレーム長に満たない部分がある場合に、このMSDUフレーム長に満たない残り部分と、この残り部分に続く部分とを連結したMSDUフレームを生成し、この連結したMSDUフレームを前記上位層に与えるフレーム連結制御手段をさらに具備する無線通信装置。 - 請求項3又は請求項4記載の無線通信装置において、
正常に受信されず送信側の無線通信装置から再送されたMPDUフレームを受信する再送手段をさらに具備し、
前記MPDU受信手段は、前記再送されたMPDUフレームを用いて、前記少なくとも一つのA−MSDUフレーム又は前記少なくとも一つのMSDUフレームを生成する
ことを特徴とする無線通信装置。
Priority Applications (1)
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JP2008167609A JP2010011052A (ja) | 2008-06-26 | 2008-06-26 | 無線通信装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103125084A (zh) * | 2010-09-22 | 2013-05-29 | 高通股份有限公司 | Mac数据服务增强 |
JP2015065702A (ja) * | 2009-09-02 | 2015-04-09 | アップル インコーポレイテッド | 無線システムでのmacパケットデータユニットの構成 |
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2008
- 2008-06-26 JP JP2008167609A patent/JP2010011052A/ja not_active Withdrawn
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JP2015111873A (ja) * | 2010-09-22 | 2015-06-18 | クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated | Macデータサービス・エンハンスメント |
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