JP2011061667A - 通信装置、通信システム、並びにこれに用いるパケット欠落検出方法及びプログラム - Google Patents

通信装置、通信システム、並びにこれに用いるパケット欠落検出方法及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】既存の通信装置に影響を及ぼすこと無く、DTX->ACK誤認に伴うパケットの欠落を検出する。
【解決手段】通信装置20を構成する受信部21は、複数のプロセス30_1〜30_nを用いて、互いに異なるパケット3_1〜3_mを受信する。判定部22は、各パケット3_1〜3_mに付加されたシーケンス番号2_1〜2_mに基づき一のパケットの受信欠落を検出した場合、各プロセス30_1〜30_nの使用状況4に基づき、当該一のパケットがその送信元の通信装置10から再送されること無く欠落したか否かを判定する。
【選択図】図1

Description

本発明は、通信装置、通信システム、並びにこれに用いるパケット欠落検出方法及びプログラムに関し、特に通信装置同士間における再送制御のトリガとして、パケットの欠落を検出する技術に関する。
近年、3GPP(3rd Generation Partnership Project)は、LTE(Long Term Evolution)と呼ばれるワーキンググループを立ち上げ、第3世代の移動体通信方式であるW−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)方式や、HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)方式及びHSUPA(High Speed Uplink Packet Access)方式の後継として、より高レート且つ低遅延なパケット伝送に特化した無線アクセス方式について検討している。
LTEでは、HSDPA方式及びHSUPA方式と同様、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)によるパケットの再送制御が採用されている(例えば、非特許文献1参照)。
また、RLC(Radio Link Control)レイヤにおける従来の再送処理を簡素化し、HARQとARQを連動させることで効率の良い再送制御を行う様々な提案が既に為されている。
例えば非特許文献2〜4には、送信側の通信装置におけるNACK->ACK誤認に伴うパケットの欠落を検出する方法が記載されている。ここで、NACK->ACK誤認とは、送信側の通信装置が、受信側の通信装置からのNACK(Negative Acknowledgement)をACK(Positive Acknowledgement)として誤認することである。具体的には、受信側の通信装置は、NACKを通知して一のパケットの再送を要求していたにも関わらず、当該一のパケットとは異なる新たなパケットを送信側の通信装置から受信した場合に、NACK->ACK誤認を検出する。この時、受信側の通信装置は、送信側の通信装置へエラーを通知し、以て送信側の通信装置に、当該一のパケットを再送させる。
しかしながら、上記の非特許文献2〜4には、受信側の通信装置が、送信側の通信装置におけるDTX->ACK誤認に伴うパケットの欠落を何ら検出できないという問題があった。ここで、DTX->ACK誤認は、送信側の通信装置が、DTX(Discontinuous Transmission)、すなわち受信側の通信装置からの再送要求が無いことをACKとして誤認することであり、主に、受信側の通信装置における制御チャネルのデコード失敗に起因して発生する。
より具体的には、制御チャネルのデコードに失敗した場合、受信側の通信装置は、自身へ割り当てられたデータチャネル等を特定できず、以て送信側の通信装置から一のパケットが送出されたことを認識でない。一方、送信側の通信装置は、受信側の通信装置に対して新たなパケットを送信する。この結果、当該一のパケットは、送信側の通信装置から再送されること無く欠落することとなる。
上記の問題への対策として、従来、送信側の通信装置がタイマを用いた再送制御を行っていた。具体的には、送信側の通信装置は、受信側の通信装置からのACKがパケット送信後に一定時間経過しても通知されない場合に、パケットの再送を行う。しかしながら、この場合には再送遅延を何ら抑制することができないという問題があった。
これらの問題に対処する関連技術が、例えば特許文献1に記載されている。特許文献1に記載される送信側の通信装置は、シーケンス番号を付加したパケットをデータチャネルを介して送信する通常動作と、当該シーケンス番号を制御チャネルを介して冗長送信する特殊動作とを並列に行う。一方、受信側の通信装置は、制御チャネルを介して受信したシーケンス番号に基づき、送信側の通信装置におけるDTX->ACK誤認に伴うパケットの欠落を検出する。
特開2007−129673号公報
3GPP TR36.321 V8.4.0 R2−052800, "HARQ assisted ARQ operation", Samsung R2−060376, "Robustness of HARQ assisted ARQ operation", Samsung R2−061861, "HARQ−ARQ Interactions", Ericsson
しかしながら、上記の特許文献1には、既存の通信装置への悪影響があり、実現性に乏しいという課題があった。これは、大略、送信側及び受信側の両通信装置に対し、上記の特殊動作に応じた改修を施す必要があるためである。
より具体的には、例えば移動体通信システムへ上記の特許文献1を適用する場合、膨大な数の基地局及び移動局の全てが改修の対象となる。また、制御チャネルを介した信号系統の変更に伴い、上記の特殊動作に対応していない既存の通信装置においては障害等が発生し、最悪の場合には通信不可能となる虞がある。さらに、制御チャネルの伝搬状況が劣悪であれば、上記の特殊動作自体の実施が困難である。
従って、本発明は、既存の通信装置に影響を及ぼすこと無く、DTX->ACK誤認に伴うパケットの欠落を検出することが可能な通信装置、通信システム、並びにこれに用いるパケット欠落検出方法及びプログラムを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る通信装置は、複数のプロセスを用いて、互いに異なるパケットを受信する受信手段と、各パケットに付加されたシーケンス番号に基づき一のパケットの受信欠落を検出した場合、各プロセスの使用状況に基づき、当該一のパケットがその送信元から再送されること無く欠落したか否かを判定する判定手段とを備える。
また、本発明の一態様に係る通信システムは、シーケンス番号を付加した、互いに異なるパケットを送信する第1の通信装置と、複数のプロセスを用いて、前記パケットを受信する第2の通信装置とを備える。前記第2の通信装置は、前記シーケンス番号に基づき一のパケットの受信欠落を検出した場合、各プロセスの使用状況に基づき、当該一のパケットが前記第1の通信装置から再送されること無く欠落したか否かを判定する。
また、本発明の一態様に係るパケット欠落検出方法は、複数のプロセスを用いて、互いに異なるパケットを受信する通信装置に用いるパケット欠落検出方法を提供する。このパケット欠落検出方法は、各パケットに付加されたシーケンス番号に基づき、一のパケットの受信欠落を検出し、前記受信欠落を検出した場合、各プロセスの使用状況に基づき、当該一のパケットがその送信元から再送されること無く欠落したか否かを判定する。
さらに、本発明の一態様に係るパケット欠落検出プログラムは、複数のプロセスを用いて、互いに異なるパケットを受信する通信装置に、各パケットに付加されたシーケンス番号に基づき、一のパケットの受信欠落を検出する処理と、前記受信欠落を検出した場合、各プロセスの使用状況に基づき、当該一のパケットがその送信元から再送されること無く欠落したか否かを判定する処理とを実行させる。
本発明では、受信側の通信装置が、単独でDTX->ACK誤認に伴うパケットの欠落を検出可能である。このため、送信側の通信装置への改修、及び通信装置同士間における信号系統の変更が不要であり、以て既存の通信装置に障害等の影響を及ぼすことが無い。
本発明の実施の形態に係る通信装置、及びこれを適用する通信システムの概略的な構成例を示したブロック図である。 本発明の実施の形態に係る通信装置の具体的な構成例を示したブロック図である。 本発明の実施の形態に係る通信装置におけるDTC->ACK誤認の検出処理例を示したフローチャート図である。 本発明の実施の形態に係る通信装置におけるプロセス使用状況の監視動作の一例を示したブロック図である。 本発明の実施の形態に係る通信装置におけるプロセス使用状況の監視動作の他の例を示したブロック図である。
以下、本発明に係る通信装置及びこれを適用する通信システムの実施の形態を、図1〜図5を参照して説明する。なお、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
図1に示す本実施の形態に係る通信システム1は、シーケンス番号2_1〜2_m(以下、符号2で総称することがある)をそれぞれ付加した、互いに異なるパケット3_1〜3_m(以下、符号3で総称することがある)を送信する送信側の通信装置10と、パケット3を受信する受信側の通信装置20とで構成される。
この内、通信装置20は、受信部21と、判定部22とを備えている。受信部21は、n個(nは2以上の整数)のプロセス30_1〜30_n(以下、符号30で総称することがある)を用いて、パケット3を受信する。判定部22は、シーケンス番号2に基づき、受信部21におけるパケット3_1〜3_mの内のいずれか一のパケットの受信欠落を検出する。この場合、判定部22は、各プロセス30_1〜30_nの使用状況4に基づき、当該一のパケットが通信装置10におけるDTX->ACK誤認に伴って欠落したか否かを判定する。
例えば、パケット3_1の受信欠落を検出した際、全てのプロセス30_1〜30_nが他のパケット3_2〜3_m或いは後続のパケット(図示せず)の受信に使用されているとする。この時、判定部22は、通信装置10におけるDTX->ACK誤認に伴いパケット3_1が欠落した(すなわち、プロセス30が、制御チャネルのデコードに失敗して通信装置10からのパケット3_1の送出を認識できず、以て通信装置10に対してACKもNACKも通知できなかった)と判定する。
このように、本実施の形態においては、DTX->ACK誤認に伴うパケットの欠落を、受信側の通信装置20が単独で簡易に検出できる。また、送信側の通信装置10には一般的な通信装置を用いることができ、通信装置10−20間における信号系統にも変更が生じない。従って、既存の通信装置には、障害等の悪影響を何ら及ぼさない。
なお、上記の受信部21及び判定部22は、ハードウェアに限らず、ソフトウェアにより実現することもできる。この場合、これらの受信部21及び判定部22と同等の処理を記述したプログラムをメモリ等の記憶媒体(図示せず)に格納し、以て通信装置20内のプロセッサ(図示せず)等に実行させれば良い。また、当該プログラムは、既存の通信装置に組み込まれたファームウェアへのプラグインとして提供しても良い。
以下、通信装置20の具体的な構成例及び動作例を、パケットの再送制御にHARQを採用する場合を例に取り、図2〜図5を参照して詳細に説明する。
図2に示すように、まず通信装置10は、送信AM(Acknowledge Mode) RLC部11と、送信MAC(Medium Access Control)部12と、PHY(Physical)部13とを備え、HARQに則した一般的な再送制御を行う。ここで、送信AM RLC部11、送信MAC部12、及びPHY部13は、RLCレイヤ、MACレイヤ、及びPHYレイヤにそれぞれ位置する。
送信AM RLC部11内の送信ARQ部14は、上位レイヤ(例えば、RRC(Radio Resource Control)レイヤや、PDCP(Packet Data Convergence Protocol)サブレイヤ)から受信したSDU(Service Data Unit)に対して、データチャネル毎に異なる番号体系でシーケンス番号2を付加し、以て図1に示したパケット3としてのPDU(Protocol Data Unit)3aを生成する。また、送信ARQ部14は、生成したPDU 3aを、送信MAC部12へ転送する。
送信MAC部12内の送信HARQ部15は、PDU 3aをPHY部13へ転送し、以て無線信号により、PDU 3aを通信装置20へ送信する。また、送信HARQ部15は、通信装置20からACK 5が通知された場合、送信ARQ部14に対してPDU 3aの送信が正常に完了した旨を報告する。一方、通信装置20からNACK 6が通知された場合、送信HARQ部15は、送信ARQ部14に対してPDU 3aの再転送を要求すると共に、PDU 3aを通信装置20へ再送する。
一方、通信装置20は、PHY部23と、受信MAC部24と、受信AM RLC部25とを備え、通信装置10との協調動作による再送制御を行う。ここで、PHY部23、受信MAC部24、及び受信AM RLC部25は、PHYレイヤ、MACレイヤ、及びRLCレイヤにそれぞれ位置する。
受信MAC部24内の受信HARQ部21aは、図1に示した受信部21に相当し、プロセス30_1〜30_nとしてのHARQプロセス30a_1〜30a_n(以下、符号30aで総称することがある)を用いて、PDU 3aを受信する。また、HARQプロセス30aは、PDU 3aのデコードに成功した場合、送信HARQ部15へACK 5を通知すると共に、PDU 3aを受信AM RLC部25へ転送する。一方、PDU 3aのデコードに失敗した場合、HARQプロセス30aは、送信HARQ部15へNACK 6を通知し、以てPDU 3aの再送を要求する。なお、制御チャネルのデコードに失敗した場合、HARQプロセス30aは、何ら処理を実行しない。
受信AM RLC部25内の受信ARQ部26は、HARQプロセス30aから受信したPDU 3aを、シーケンス番号2順に上位レイヤへ転送する。また、受信ARQ部26には、図1に示した判定部22が設けられている。判定部22は、シーケンス番号2の連続性を監視すると共に、図1に示したプロセス使用状況4としてHARQプロセス30aの使用状況4aを監視し、以てDTX->ACK誤認に伴うPDUの欠落を検出する(以下、この処理をDTX->ACK誤認検出処理と呼称する)。また、判定部22は、DTX->ACK誤認に伴うPDU欠落を検出した場合、これを示す通知7(以下、DTX->ACK誤認検出通知と呼称する)を受信HARQ部21aに与え、以て通信装置10にDTX->ACKエラー8を通知する(すなわち、通信装置10に対して、欠落したPDUの再送を要求する)。
以下、DTX->ACK誤認検出処理の一例を、図3〜図5を参照して説明する。
図3に示すように、判定部22は、受信ARQ部26でPDUが受信される度毎に、シーケンス番号2の連続性を監視する(ステップS1)。
この結果、シーケンス番号2が不連続であることを検出した場合(すなわち、PDUの受信欠落が発生した場合)、判定部22は、受信HARQ部21aに対して、HARQプロセス使用状況4aを要求する(ステップS2及びS3)。この時、送信装置10−20間でのPDU 3aの伝送に複数のデータチャネルが用いられていれば、判定部22は、受信欠落を検出したデータチャネルを指定し、以て受信HARQ部21aに、対象データチャネルを介した受信に係るHARQプロセス使用状況を報告させる。なお、シーケンス番号2が不連続で無い場合、判定部22は、上記のステップS1に戻って、シーケンス番号2の監視を継続する。
より具体的には、図4に示すように、判定部22は、対象データチャネルの指定を含む使用状況要求4a_1を受信HARQ部21aに与える。これに応じて、受信HARQ部21aは、対象データチャネルを介した受信に使用しているHARQプロセス30aの稼働数4a_2を、判定部22へ返信する。このように、判定部22は、HARQプロセス使用状況4aを簡易に監視できる。なお、図示を省略するが、判定部22は、受信HARQ部21aからのHARQプロセス稼働数4a_2の返信を待機する間、シーケンス番号2の監視を並列に行う。
そして、判定部22は、HARQプロセス稼働数4a_2とHARQプロセス30aの個数nとが一致するか否か、すなわち、全てのHARQプロセス30a_1〜30a_nが稼働中であるか否かを判定する(ステップS4)。
ここで、受信HARQ部21aは、全てのHARQプロセス30a_1〜30a_nが稼働中である場合にのみ、HARQプロセス使用状況4aを判定部22へ返信するようにしても良い。この場合、上記のステップS4の判定が不要となり、判定部22の処理負荷が軽減される。
全てのHARQプロセス30a_1〜30a_nが稼働中である場合、判定部22は、シーケンス番号2の不連続性が解消したか否かをさらに判定する(ステップS5)。
シーケンス番号2の不連続性が解消していない場合、判定部22は、図2に示したDTX->ACK誤認検出通知7を発生し、以て受信HARQ部21aに、DTX->ACKエラー8を通信装置10へ通知させる(ステップS6)。これにより、DTX->ACK誤認に伴って欠落したPDUが、通信装置10から再送されることとなる。
一方、上記のステップS4で全てのHARQプロセス30a_1〜30a_nが稼働中でないと判定した場合、又は上記のステップS5でシーケンス番号2の不連続性が解消したと判定した場合、判定部22は、欠落したPDUがいずれかのHARQプロセスで受信され得ると判断し、上記のステップS1に戻って、シーケンス番号2の監視を継続する。
また、図5に示すように、HARQプロセス30a_1〜30a_nが、その稼働中に、予め付与された固有のプロセス番号4b_1〜4b_nを判定部22へ通知するようにしても良い。全てのHARQプロセス30a_1〜30a_nから、対象データチャネルを介した受信に際してプロセス番号4b_1〜4b_nが通知された場合、判定部22は、全てのHARQプロセス30a_1〜30a_nが対象データチャネルを介した受信に使用されていると判定する。この場合、HARQプロセス30aの稼働数の管理が不要となるため、受信HARQ部21aの処理負荷が軽減される(すなわち、受信HARQ部21aは、HARQに則した一般的な処理のみを実行すれば良い)。
なお、上記の実施の形態によって本発明は限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき、当業者によって種々の変更が可能なことは明らかである。
1 通信システム
2, 2_1〜2_m シーケンス番号
3, 3_1〜3_m パケット
3a PDU
4 プロセス使用状況
4a HARQプロセス使用状況
4a_1 使用状況要求
4a_2 HARQプロセス稼働数
4b_1〜4b_n プロセス番号
5 ACK
6 NACK
7 DTX->ACKエラー
8 DTX->ACK誤認検出通知
10, 20 通信装置
11 送信AM RLC部
12 送信MAC部
13, 23 PHY部
14 送信ARQ部
15 送信HARQ部
21 受信部
21a 受信HARQ部
22 判定部
24 受信MAC部
25 受信AM RLC部
26 受信ARQ部
30, 30_1〜30_n プロセス
30a, 30a_1〜30a_n HARQプロセス

Claims (15)

  1. 複数のプロセスを用いて、互いに異なるパケットを受信する受信手段と、
    各パケットに付加されたシーケンス番号に基づき一のパケットの受信欠落を検出した場合、各プロセスの使用状況に基づき、当該一のパケットがその送信元から再送されること無く欠落したか否かを判定する判定手段と、
    を備えた通信装置。
  2. 請求項1において、
    前記判定手段は、全てのプロセスが他のパケットの受信に使用されている場合に、前記一のパケットが前記送信元から再送されること無く欠落したと判定することを特徴とした通信装置。
  3. 請求項2において、
    各パケットには、各パケットが伝送されるデータチャネル毎に異なる番号体系でシーケンス番号が付与され、
    前記判定手段は、全てのプロセスが、前記受信欠落を検出したデータチャネルを介した他のパケットの受信に使用されている場合に、前記一のパケットが前記送信元から再送されること無く欠落したと判定することを特徴とした通信装置。
  4. 請求項2において、
    前記受信手段は、前記判定手段からの要求に応じて、前記プロセスの稼働数を前記判定手段へ通知し、
    前記判定手段は、前記受信欠落を検出した際に前記要求を発生し、前記稼働数が前記プロセスの個数n(nは2以上の整数)に等しい場合に、全てのプロセスが前記他のパケットの受信に使用されていると判定することを特徴とした通信装置。
  5. 請求項4において、
    各パケットには、各パケットが伝送されるデータチャネル毎に異なる番号体系でシーケンス番号が付与され、
    前記判定手段は、前記受信手段に対し、前記稼働数として、前記受信欠落を検出したデータチャネルを介した受信に使用されるプロセスの稼働数を要求することを特徴とした通信装置。
  6. 請求項4又は5において、
    前記受信手段は、前記稼働数がnに等しい場合に、前記通知を行うことを特徴とした通信装置。
  7. 請求項2において、
    各プロセスは、稼働中に、自身の識別情報を前記判定手段へ通知し、
    前記判定手段は、前記受信欠落を検出し、且つ全てのプロセスから前記識別情報が通知された場合に、全てのプロセスが前記他のパケットの受信に使用されていると判定することを特徴とした通信装置。
  8. 請求項7において、
    各パケットには、各パケットが伝送されるデータチャネル毎に異なる番号体系でシーケンス番号が付与され、
    前記判定手段は、全てのプロセスから、前記受信欠落を検出したデータチャネルを介した受信に際して前記識別情報が通知された場合に、全てのプロセスが、前記一のパケットと同一のデータチャネルを介して伝送される他のパケットの受信に使用されていると判定することを特徴とした通信装置。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項において、
    前記判定手段は、前記一のパケットが前記送信元から再送されること無く欠落したと判定した場合、前記受信手段に、前記一のパケットの再送を前記送信元に対して要求させることを特徴とした通信装置。
  10. シーケンス番号を付加した、互いに異なるパケットを送信する第1の通信装置と、
    複数のプロセスを用いて、前記パケットを受信する第2の通信装置と、を備え、
    前記第2の通信装置は、前記シーケンス番号に基づき一のパケットの受信欠落を検出した場合、各プロセスの使用状況に基づき、当該一のパケットが前記第1の通信装置から再送されること無く欠落したか否かを判定する、通信システム。
  11. 複数のプロセスを用いて、互いに異なるパケットを受信する通信装置に用いるパケット欠落検出方法であって、
    各パケットに付加されたシーケンス番号に基づき、一のパケットの受信欠落を検出し、
    前記受信欠落を検出した場合、各プロセスの使用状況に基づき、当該一のパケットがその送信元から再送されること無く欠落したか否かを判定する、パケット欠落検出方法。
  12. 請求項11において、
    全てのプロセスを他のパケットの受信に使用している場合に、前記一のパケットが前記送信元から再送されること無く欠落したと判定することを特徴としたパケット欠落検出方法。
  13. 請求項11において、
    各パケットに、各パケットが伝送されるデータチャネル毎に異なる番号体系でシーケンス番号が付与され、且つ全てのプロセスを、前記受信欠落を検出したデータチャネルを介した他のパケットの受信に使用している場合に、前記一のパケットが前記送信元から再送されること無く欠落したと判定することを特徴としたパケット欠落検出方法。
  14. 請求項11〜13のいずれか一項において、
    前記一のパケットが前記送信元から再送されること無く欠落したと判定した場合、前記送信元に対して、前記一のパケットの再送を要求することを特徴としたパケット欠落検出方法。
  15. 複数のプロセスを用いて、互いに異なるパケットを受信する通信装置に、
    各パケットに付加されたシーケンス番号に基づき、一のパケットの受信欠落を検出する処理と、
    前記受信欠落を検出した場合、各プロセスの使用状況に基づき、当該一のパケットがその送信元から再送されること無く欠落したか否かを判定する処理と、
    を実行させるためのパケット欠落検出プログラム。
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