JP5258408B2 - 送信装置及び受信装置 - Google Patents

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Description

本発明は、送信パケットを送信する送信装置、及び、送信パケットを受信する受信装置に関する。
従来、複数の無線端末に送信パケットをマルチキャストで送信するマルチキャスト技術(例えば、MBMS;Multimedia Broadcast Multicast Service)が知られている。
一方で、複数の無線端末に送信パケットをユニキャストで送信するユニキャスト技術も知られている。ユニキャスト技術では、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)などの再送制御が適用される。具体的には、送信パケットの受信に成功したか否かを示す受信確認情報(ACKやNACK)を無線端末が送信することによって、Nackに対応する送信パケットが再送される。
マルチキャスト技術では、複数の無線端末に送信パケットがマルチキャストで送信されるため、ユニキャスト技術で用いられる再送制御を適用することが困難である。具体的には、マルチキャスト技術では、一部の無線端末が送信パケットの受信に失敗しても、他の無線端末が送信パケットの受信に成功するケースが考えられる。従って、送信パケットの受信に成功した他の無線端末にまで、Nackに対応する送信パケットが再送されてしまう。
これに対して、重要な送信パケットの受信に失敗した場合にのみ、重要な送信パケットの再送を要求する情報(すなわち、Nack)を送信するように構成された無線端末が提案されている(例えば、特許文献1)。
特開2006−108812号公報(請求項1、[0033]〜[0036]等)
しかしながら、上述した従来技術では、再送対象の送信パケットを重要な送信パケットに限定しているに過ぎない。従って、依然として、送信パケットの受信に成功した他の無線端末にまで、Nackに対応する送信パケットが再送されてしまう。
このように、上述した従来技術では、無線基地局と無線端末との間において無線リソースが有効に利用されていない。
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、無線リソースを有効に利用しながら、送信パケットの再送制御を行うことを可能とする送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。
本発明の一の特徴では、受信装置と無線通信を行う送信装置は、前記受信装置に送信パケットを送信する送信部(送信部220)と、前記送信パケットの受信に成功したか否かを示す受信確認情報を前記複数の受信装置から受信する受信部(受信部211)と、前記受信確認情報に基づいて、前記受信装置に再送すべき前記送信パケットの少なくとも一部を構成する第1送信情報と、前記受信装置に再送すべき前記送信パケットの少なくとも一部を構成する第2送信情報とを特定する特定部(特定部212)と、前記第1送信情報と前記第2送信情報との排他的論理和を含む排他的論理和パケットを、前記受信装置に再送すべき再送パケットとして生成する生成部(再送パケット生成部215)とを備える。前記送信部は、前記生成部によって生成された前記排他的論理和パケットを前記再送パケットとして送信する。
かかる特徴によれば、送信部は、第1送信情報と第2送信情報との排他的論理和を含む排他的論理和パケットを再送パケットとして送信する。従って、複数の再送パケットを送信する必要があっても、複数の再送パケットを排他的論理和パケットに纏めることによって、再送パケットの再送に必要な無線リソースを削減することができる。
これによって、無線リソースを有効に利用しながら、送信パケットの再送制御を行うことができる。
本発明の上述した特徴において、前記受信装置は、複数の受信装置である。前記送信部は、前記複数の受信装置に前記送信パケット及び前記排他的論理和パケットをマルチキャストで送信する。前記第1送信情報は、前記複数の受信装置のうち一の受信装置に再送すべき前記送信パケットである。前記第2送信情報は、前記複数の受信装置のうち他の受信装置に再送すべき前記送信パケットである。
本発明の上述した特徴において、送信装置は、前記受信確認情報に基づいて、前記排他的論理和パケットを生成するタイミングを制御するタイミング制御部(タイミング制御部214)をさらに備える。
本発明の上述した特徴において、送信装置は、前記受信装置に新たに送信すべき前記送信パケットである新規パケットを送信するか、前記排他的論理和パケットを送信するかを判定する判定部(判定部216)をさらに備える。
本発明の一の特徴では、送信装置と無線通信を行う受信装置無線端末は、前記送信装置から送信パケットを受信する受信部(受信部111)と、前記送信パケットの受信に成功したか否かを示す受信確認情報を前記送信装置に送信する送信部(送信部116)と、受信に失敗した前記送信パケットを復元する復元部(復元部119)とを備える。前記受信部は、受信に失敗した前記送信パケットの少なくとも一部を構成する複数の送信情報の排他的論理和を含む排他的論理和パケットを受信し、前記復元部は、前記排他的論理和パケットに基づいて、受信に失敗した前記送信パケットを復元する。
本発明によれば、無線リソースを有効に利用しながら、送信パケットの再送制御を行うことを可能とする送信装置及び受信装置を提供することができる。
以下において、本発明の実施形態に係る通信システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
[第1実施形態]
(通信システムの構成)
以下において、第1実施形態に係る通信システムの構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。
図1に示すように、通信システムは、複数の無線端末10(無線端末10A及び無線端末10B)と、無線基地局20とを有する。
無線端末10は、無線基地局20と無線通信を行う端末(携帯電話やPDAなど)である。無線端末10は、送信パケットをマルチキャストで無線基地局20から受信する。無線端末10は、無線基地局20からの送信パケットの受信に成功したか否かを示す受信確認情報を無線基地局20に送信する。送信パケットの受信に成功したことを示す情報をACKと称し、送信パケットの受信に失敗したことを示す情報をNACKと称する。なお、無線端末10の詳細については後述する(図2を参照)。
無線基地局20は、エリア内に在圏する無線端末10と無線通信を行う。無線基地局20は、送信パケットをマルチキャストで無線端末10に送信する。無線基地局20は、NACKに対応する送信パケットの取得に用いる再送パケットを無線端末10に送信する。無線基地局20は、受信確認情報を無線端末10から受信する。
ここで、無線基地局20は、一の無線端末10に再送すべき送信パケット(第1送信パケット)と他の無線端末10に再送すべき送信パケット(第2送信パケット)との排他的論理和である排他的論理和パケットを生成する。無線基地局20は、再送パケットとして排他的論理和パケットを複数の無線端末10にマルチキャストで送信する。なお、第1送信パケット及び第2送信パケットは、無線端末10に再送すべき送信パケットを構成する送信情報である。
なお、無線基地局20は、排他的論理和パケットではなくて、NACKに対応する送信パケットを単独で再送パケットとして無線端末10に送信してもよい。このような再送パケットについては、排他的論理和パケットと区別するため、単独再送パケットと称する。なお、無線基地局20の詳細については後述する(図3を参照)。
(無線端末の構成)
以下において、第1実施形態に係る無線端末の構成について、図面を参照しながら説明する。図2は、第1実施形態に係る無線端末10の構成を示すブロック図である。
図2に示すように、無線端末10は、受信部111と、復調部112と、誤り訂正部113と、誤り検出部114と、、受信確認情報生成部115と、送信部116と、検出部117と、受信バッファ118と、復元部119とを有する。
受信部111は、無線基地局20と無線通信を行う。具体的には、受信部111は、送信パケットをマルチキャストで無線基地局20から受信する。受信部111は、NACKに対応する送信パケットである再送パケット(排他的論理和パケットや単独再送パケット)を無線基地局20から受信する。
例えば、受信部111は、分離部と、チャネル推定部と、等価器とを有する。分離部は、受信信号からパイロットシンボルを分離する。チャネル推定部は、パイロットシンボルに基づいて、伝搬路状態(振幅や位相のずれ)を推定する。等価器は、伝搬路状態に基づいて、受信信号の振幅や位相を修正する。受信部111は、振幅や位相が修正された受信信号を復調部112に出力する。受信部111は、パケットの宛先や内容などを示す信号を受信信号から抽出して、パケットの宛先や内容などを示す信号を検出部117に出力する。
復調部112は、振幅や位相が修正された受信信号を復調する。具体的には、復調部112は、受信信号に基づいて、パケットに対応するシンボル列を取得して、シンボル列に基づいて、パケットに対応するビット列を取得する。復調部112は、パケットに対応するビット列を誤り訂正部113に出力する。
誤り訂正部113は、パケットに対応するビット列を復号し、ビット列の誤り訂正を行う。誤り訂正部113は、誤り訂正が施されたビット列を出力する。具体的には、誤り訂正部113は、送信パケット及び単独再送パケットに対応するビット列を受信バッファ118に出力する。また、誤り訂正部113は、排他的論理和パケットに対応するビット列を復元部119に出力する。
誤り検出部114は、誤り訂正が施されたビット列の誤り検出を行う。例えば、誤り検出部114は、CRC(Cyclic Redundancy Check)によってビット列の誤り検出を行う。
具体的には、誤り検出部114は、送信パケット又は単独再送パケットを受信バッファ118から取得して、送信パケット又は単独再送パケットに対応するビット列の誤り検出を行う。誤り検出部114は、復元部119によって復元された送信パケット(以下、復元パケット)を受信バッファ118から取得して、復元パケットに対応するビット列の誤り検出を行う。
誤り検出部114は、ビット列の誤りが検出された場合には、パケットの受信に失敗した旨を受信確認情報生成部115に出力する。誤り検出部114は、ビット列の誤りが検出されなかった場合には、パケットの受信に成功した旨を受信確認情報生成部115に出力する。
受信確認情報生成部115は、無線基地局20からの送信パケットの受信に成功したか否かを示す受信確認情報を生成する。具体的には、受信確認情報生成部115は、送信パケットの受信に成功した場合には、受信確認情報としてACKを生成する。一方で、受信確認情報生成部115は、送信パケットの受信に失敗した場合には、受信確認情報としてNACKを生成する。
送信部116は、無線基地局20と無線通信を行う。具体的には、送信部116は、受信確認情報生成部115によって生成された受信確認情報を無線基地局20に送信する。
検出部117は、受信部111から取得する信号によって、パケットの宛先や内容などを検出する。具体的には、検出部117は、排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットを検出して、排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットを示す情報を受信バッファ118に出力する。
受信バッファ118は、無線基地局20から受信した情報を格納するバッファである。具体的には、受信バッファ118は、無線基地局20から受信した送信パケットを格納する。また、受信バッファ118は、排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットを示す情報を格納する。
復元部119は、受信バッファ118に格納された送信パケット及び排他的論理和パケット(再送パケット)に基づいて、NACKに対応する送信パケットを復元する。具体的には、復元部119は、受信に成功した送信パケットと排他的論理和パケットとの排他的論理和を算出して、NACKに対応する送信パケットを復元する。復元部119は、復元部119によって復元された送信パケット(すなわち、復元パケット)を受信バッファ118に出力する。なお、復元部119は、単独再送パケットについては復元する必要がないことに留意すべきである。
ここで、復元部119は、排他的論理和パケットに対応するビット列を誤り訂正部113から取得する。復元部119は、排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットを示す情報を受信バッファ118から取得する。続いて、復元部119は、排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットを受信バッファ118から取得する。
第1実施形態では、排他的論理和パケットは、無線基地局20からの受信に成功した送信パケット(ACKに対応する送信パケット)と無線基地局20からの受信に失敗した送信パケット(NACKに対応する送信パケット)との排他的論理和である。
(無線基地局の構成)
以下において、第1実施形態に係る無線基地局の構成について、図面を参照しながら説明する。図3は、第1実施形態に係る無線基地局20の構成を示すブロック図である。
図3に示すように、無線基地局20は、受信部211と、特定部212と、送信バッファ213と、タイミング制御部214と、再送パケット生成部215と、判定部216と、誤り検出付与部217と、誤り訂正付与部218と、変調部219と、送信部220とを有する。
受信部211は、複数の無線端末10と無線通信を行う。具体的には、受信部211は、送信パケットの受信に成功したか否かを示す受信確認情報を無線端末10から受信する。
特定部212は、一の無線端末10に再送すべき送信パケット(第1送信パケット)と、他の無線端末10に再送すべき送信パケット(第2送信パケット)とを特定する。ここで、第1送信パケットは、第1送信パケットと第2送信パケットとの排他的論理和である排他的論理和パケットの送信前において、一の無線端末10が受信に失敗しており、他の無線端末10が受信に成功した送信パケットである。一方で、第2送信パケットは、第1送信パケットと第2送信パケットとの排他的論理和である排他的論理和パケットの送信前において、他の無線端末10が受信に失敗しており、一の無線端末10が受信に成功した送信パケットである。
送信バッファ213は、複数の無線端末10に送信すべき送信パケットを格納するバッファである。送信パケットは、送信パケットの再送に備えて、無線端末10に送信されてから所定期間(例えば、送信パケットに設定された最大遅延許容時間)に亘って送信バッファ213に保持される。
なお、送信バッファ213に格納された送信パケットは、無線端末10に送信されてから所定期間が経過した際に廃棄される。
タイミング制御部214は、無線端末10から受信した受信確認情報に基づいて、再送パケットの再送処理を行うタイミングを制御する。具体的には、タイミング制御部214は、NACKを受信してから所定の待ち時間が経過すると、NACKに対応する再送パケットの生成を再送パケット生成部215に指示する。所定の待ち時間は、送信パケットに設定された最大遅延許容時間に基づいて、最大遅延許容時間を越えないように定められる。
ここで、タイミング制御部214は、送信バッファ213に格納された送信パケット量(すなわち、ネットワーク負荷)を監視する。タイミング制御部214は、ネットワーク負荷が所定負荷以上である場合には、ネットワーク負荷が所定負荷未満である場合よりも、所定の待ち時間を長く設定する。
これによって、ネットワーク負荷が所定負荷以上である場合には、ネットワーク負荷が所定負荷未満である場合よりも、単独再送パケットよりも排他的論理和パケットが再送パケットとして生成される可能性が高まる。一方で、ネットワーク負荷が所定負荷未満である場合には、ネットワーク負荷が所定負荷以上である場合よりも、排他的論理和パケットよりも単独再送パケットが再送パケットとして生成される可能性が高まる。
再送パケット生成部215は、タイミング制御部214の指示に応じて、無線端末10に再送すべき送信パケットである再送パケットを生成する。
具体的には、再送パケット生成部215は、第1送信パケット及び第2送信パケットが特定部212によって特定されている場合には、第1送信パケットと第2送信パケットとの排他的論理和である排他的論理和パケットを再送パケットとして生成する。
一方で、再送パケット生成部215は、第1送信パケット及び第2送信パケットが特定部212によって特定されていない場合には、無線端末10から受信したNACKに対応する送信パケットである単独再送パケットを再送パケットとして生成する。
判定部216は、複数の無線端末10に新たに送信すべき送信パケットである新規パケットを送信するか、再送パケットを送信するかを判定する。具体的には、判定部216は、送信パケットの種類に基づいて、新規パケットを送信するか、再送パケットを送信するかを判定する。
送信パケットの種類とは、例えば、最大遅延許容時間が比較的長い非リアルタイムパケット(データ伝送など)、最大遅延許容時間が比較的短いリアルタイムパケット(ストリーミング伝送など)である。
判定部216は、送信パケットが非リアルタイムパケットである場合には、新規パケットよりも再送パケットを優先する。一方で、判定部216は、送信パケットがリアルタイムパケットである場合には、再送パケットよりも新規パケットを優先する。
なお、新規パケットに割り当てるリソース(新規リソース)と再送パケットに割り当てるリソース(再送リソース)との割合は、ネットワーク負荷に応じて定められる。例えば、ネットワーク負荷が所定負荷以上である場合には、ネットワーク負荷が所定負荷未満である場合よりも、新規リソースの割合を低くする。これによって、再送パケットの過剰な発生が抑制される。
誤り検出付与部217は、判定部216の判定結果に応じて、無線端末10に送信すべきパケット(新規パケット又は再送パケット)を送信バッファ213から取得する。誤り検出付与部217は、パケットに対応するビット列に誤り検出ビットを付与する。例えば、誤り検出付与部217は、CRC(Cyclic Redundancy Check)ビットを付与する。誤り検出付与部217は、誤り検出ビットが付与されたビット列を誤り訂正付与部218に出力する。
誤り訂正付与部218は、パケットに対応するビット列を符号化して、パケットに対応するビット列に誤り訂正ビットを付与する。誤り訂正付与部218は、符号化されたビット列を変調部219に出力する。
変調部219は、パケットに対応するビット列を変調する。具体的には、変調部219は、パケットに対応するビット列に基づいて、パケットに対応するシンボル列を取得して、シンボル列に基づいて、パケットに対応する送信信号を取得する。変調部219は、パケットに対応する送信信号を送信部220に出力する。
送信部220は、複数の無線端末10と無線通信を行う。具体的には、送信部220は、新規パケット又は再送パケットを複数の無線端末10にマルチキャストで送信する。
再送パケットは、上述したように、再送パケット生成部215によって生成される。再送パケットは、複数の無線端末10に送信すべき再送パケットの排他的論理和である排他的論理和パケットと、単数の無線端末10に送信すべき再送パケットである単独再送パケットである。
ここでは、再送パケット生成部215は、誤り検出ビット及び誤り訂正ビットの付与前に、第1送信パケット及び第2送信パケットを用いて排他的論理和パケットを生成するが、排他的論理和パケットの生成は、これに限定されるものではない。具体的には、再送パケット生成部215は、第1送信パケット及び第2送信パケットに誤り検出ビット及び誤り訂正ビットを付与した後に、誤り検出ビット及び誤り訂正ビットが付与された第1送信パケット及び第2送信パケットを用いて排他的論理和パケットを生成してもよい。
(再送パケットの再送)
以下において、第1実施形態に係る再送パケットの再送について、図面を参照しながら説明する。図4は、第1実施形態に係る再送パケットの再送を説明するための図である。
図4に示すように、無線端末10Aは、送信パケット#2の受信に失敗するが、送信パケット#1、送信パケット#3〜送信パケット#5の受信に成功する。一方で、無線端末10Bは、送信パケット#4の受信に失敗するが、送信パケット#1〜送信パケット#3、送信パケット#5の受信に成功する。
無線基地局20は、送信パケット#2(第1送信パケット)と送信パケット#4(第2送信パケット)との排他的論理和である排他的論理和パケットを再送パケットとして、無線端末10A及び無線端末10Bに送信する。
無線端末10Aは、排他的論理和パケットと送信パケット#4(第2送信パケット)との排他的論理和をとることによって、送信パケット#2(第1送信パケット)を復元する。一方で、無線端末10Bは、排他的論理和パケットと送信パケット#2(第1送信パケット)との排他的論理和をとることによって、送信パケット#4(第2送信パケット)を復元する。
(通信システムの動作)
以下において、第1実施形態に係る通信システムの動作について、図面を参照しながら説明する。図5は、第1実施形態に係る通信システムの動作を示すシーケンス図である。
図5に示すように、ステップ10において、無線基地局20は、複数の無線端末10(無線端末10A及び無線端末10B)に送信パケットをマルチキャストで送信する。
ステップ11において、無線端末10Aは、送信パケットの受信に成功したか否かを示す受信確認情報(ACK又はNACK)を無線基地局20に送信する。
ステップ12において、無線端末10Bは、送信パケットの受信に成功したか否かを示す受信確認情報(ACK又はNACK)を無線基地局20に送信する。
なお、ステップ10〜ステップ12の処理は繰り返される。
ステップ13において、無線基地局20は、無線端末10A又は無線端末10BからNACKを受信してから所定の待ち時間が経過すると、NACKに対応する再送パケットを生成する。
ここで、所定の待ち時間は、上述したように、送信パケットに設定された最大遅延許容時間に基づいて、最大遅延許容時間を越えないように定められる。また、所定の待ち時間は、ネットワーク負荷に応じて定められる。
また、再送パケットは、無線端末10Aに再送すべき第1送信パケットと無線端末10Bに再送すべき第2送信パケットとの排他的論理和である排他的論理和パケット、無線端末10A又は無線端末10Bに単独で再送すべき単独再送パケットなどである。
以下においては、再送パケットが排他的論理和パケットであるものとして説明を続ける。
ステップ14において、無線基地局20は、複数の無線端末10(無線端末10A及び無線端末10B)に排他的論理和パケット(再送パケット)をマルチキャストで送信する。
ステップ15において、無線端末10Aは、排他的論理和パケットと第2送信パケットとの排他的論理和をとることによって、第1送信パケットを復元する。なお、無線端末10Aは、排他的論理和パケットを受信する前に、第2送信パケットを送信パケットとして既に受信している。
ステップ16において、無線端末10Bは、排他的論理和パケットと第1送信パケットとの排他的論理和をとることによって、第2送信パケットを復元する。なお、無線端末10Bは、排他的論理和パケットを受信する前に、第1送信パケットを送信パケットとして既に受信している。
(作用及び効果)
第1実施形態に係る無線基地局20によれば、無線基地局20は、第1送信パケットと第2送信パケットとの排他的論理和を含む排他的論理和パケットを再送パケットとしてマルチキャストで送信する。従って、複数の再送パケットを送信する必要があっても、複数の再送パケットを排他的論理和パケットに纏めることによって、再送パケットの再送に必要な無線リソースを削減することができる。
これによって、マルチキャストで送信パケットが送信される通信システムにおいて、無線リソースを有効に利用しながら、送信パケットの再送制御を行うことができる。
第1実施形態に係る無線基地局20によれば、無線基地局20は、送信バッファ213に格納された送信パケット量(すなわち、ネットワーク負荷)に基づいて、送信パケットを送信してから該送信パケットを再送するまでの所定の待ち時間を設定する。
すなわち、ネットワーク負荷が所定負荷以上である場合には、単独再送パケットよりも排他的論理和パケットが優先して生成され、ネットワーク負荷が所定負荷未満である場合には、排他的論理和パケットよりも単独再送パケットが優先して生成される。
これによって、マルチキャストで送信パケットが送信される通信システムにおいて、無線リソースをさらに有効に利用することができる。
第1実施形態に係る無線基地局20によれば、無線基地局20は、送信パケットの種類に基づいて、新規パケットを送信するか、再送パケットを送信するかを判定する。これによって、送信パケットの種類に応じて適切な再送制御を行うことができる。
また、無線基地局20は、ネットワーク負荷に基づいて、新規パケットを送信するか、再送パケットを送信するかを判定する。
すなわち、ネットワーク負荷が所定負荷以上である場合には、新規パケットよりも再送パケットが優先して送信され、ネットワーク負荷が所定負荷未満である場合には、再送パケットよりも新規パケットが優先して送信される。
これによって、マルチキャストで送信パケットが送信される通信システムにおいて、無線リソースをさらに有効に利用することができる。
[第2実施形態]
以下において、第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態と第2実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、第1実施形態では、送信パケットがマルチキャストで送信されるケースについて例示した。これに対して、第2実施形態では、送信パケットがユニキャストで送信されるケースについて例示する。第2実施形態では、送信パケットがユニキャストで送信されるため、排他的論理和パケットの生成に用いる複数の送信パケットは、無線端末10が受信に失敗した複数の送信パケットであることに留意すべきである。
また、上述した第1実施形態では、排他的論理和パケットに対応するビット列と送信パケットに対応するビット列との排他的論理和の算出によって、送信パケットの復元が行われる。これに対して、第2実施形態では、排他的論理和パケットに対応する各ビットの軟判定値と送信パケットに対応する各ビットの軟判定値とを用いて、送信パケットの復元が行われる。
ここで、軟判定値は、負の値又は正の値を取りうる。例えば、ビットの軟判定値が正の値である場合には、ビットの値が“1”であると判定されやすい。一方で、ビットの軟判定値が負の値である場合に、ビットの値が“0”であると判定されやすい。ビットの軟判定値の絶対値が大きいほど、ビットの判定結果に係る信頼度(尤度)が高い。
さらに、第2実施形態では、無線基地局20は、第1送信パケット及び第2送信パケットに誤り検出ビット及び誤り訂正ビットを付与した後に、誤り検出ビット及び誤り訂正ビットが付与された第1送信パケット及び第2送信パケットを用いて、排他的論理和パケットを生成する。
(無線端末の構成)
以下において、第2実施形態に係る無線端末の構成について、図面を参照しながら説明する。図6は、第2実施形態に係る無線端末10の構成を示すブロック図である。図6では、図2と同様の構成について同様の符号を付している。
図6に示すように、無線端末10は、復元部119に代えて、復元部119Aを有する。図2では、復元部119は、誤り訂正後の排他的論理和パケット(再送パケット)に基づいて、NACKに対応する送信パケットを復元する。これに対して、図6では、復元部119Aは、復調後の排他的論理和パケット(再送パケット)に基づいて、NACKに対応する送信パケットを復元する。
具体的には、復元部119Aは、復調後の排他的論理和パケットに対応する各ビットの軟判定値を復調部112から取得する。復元部119Aは、排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットを示す情報を受信バッファ118から取得する。続いて、復元部119Aは、排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットに対応する各ビットの軟判定値を受信バッファ118から取得する。
復元部119Aは、復調後の排他的論理和パケットに対応する各ビットの軟判定値と排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットに対応する各ビットの軟判定値とを用いて、NACKに対応する送信パケットを復元する。
具体的には、復元部119Aは、復調後の排他的論理和パケットに対応する各ビットの軟判定値と排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットに対応する各ビットの軟判定値とを乗算して、乗算結果の符号を反転させる。復元部119Aは、符号が反転された乗算結果を、中間復元パケットに対応する各ビットの軟判定値として取得する。続いて、復元部119Aは、排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットに対応する各ビットの軟判定値と中間復元パケットに対応する各ビットの軟判定値とを加算して、NACKに対応する送信パケットの尤度をビット毎に設定する。具体的には、復元部119Aは、軟判定値の絶対値が小さいビットに低尤度を設定し、軟判定値の絶対値が大きいビットに高尤度を設定する。復元部119Aは、NACKに対応する送信パケットの尤度を誤り訂正部113に出力する。
例えば、図7に示すように、NACKに対応する送信パケットがパケットA及びパケットBであり、パケットAとパケットBとの排他的論理和によって排他的論理和パケットを受信するケースについて例示する。このようなケースにおいて、パケットBの復元方法について説明する。第2実施形態では、パケットA及びパケットBだけではなくて、排他的論理和パケットにもビット誤りが含まれるケースについて例示する。なお、パケットAの復元方法については、パケットBの復元方法と同様であるため、その説明については省略する。
ここでは、説明簡略化のために、各パケットがビット#1〜ビット#6によって構成されている。各パケットを構成するビットの数は、これに限定されるものではない。パケットAにおいて、ビット#2が誤っており、パケットBにおいて、ビット#4が誤っている。パケットA+Bにおいて、ビット#6が誤っている。
図8に示すように、復元部119Aは、パケットAに対応する各ビットの軟判定値とパケットA+Bに対応する各ビットの軟判定値とを乗算して、乗算結果の符号を反転させる。復元部119Aは、符号が反転された乗算結果を、中間復元パケットBに対応する各ビットの軟判定値(軟判定値の絶対値が尤度)として取得する。
図9に示すように、パケットAにおいてビット#2が誤っており、パケットA+Bにおいてビット#6が誤っているため、中間復元パケットBにおいて、ビット#2及びビット#6が誤っている。上述したように、パケットBにおいて、ビット#4が誤っている。
図10に示すように、復元部119Aは、中間復元パケットBに対応する各ビットの軟判定値とパケットBに対応する各ビットの軟判定値とを加算する。
ここで、軟判定値を加算する段階において誤っているビット(ここでは、ビット#2、ビット#4及びビット#6)については、パケットBに対応するビットの軟判定値の符号(+/−)と中間復元パケットBに対応するビットの軟判定値の符号(+/−)とは異なる。従って、これらのビットについては、軟判定値の加算によって絶対値が小さくなり、信頼度(尤度)が低くなる。
一方で、軟判定値を加算する段階において誤っていないビット(ここでは、ビット#1、ビット#3及びビット#5)については、パケットBに対応するビットの軟判定値の符号(+/−)と中間復元パケットBに対応するビットの軟判定値の符号(+/−)とは同じである。従って、これらのビットについては、軟判定値の加算によって絶対値が大きくなり、信頼度(尤度)が高くなる。
以上のように、軟判定値の加算によって、誤りビットの訂正精度が向上する。
続いて、復元部119Aは、パケットBの尤度(すなわち、軟判定値の加算結果の絶対値)を誤り訂正部113に出力する。
誤り訂正部113は、中間復元パケットBに対応するビット列を復号し、ビット列の誤り訂正を行う。ここで、誤り訂正部113は、各ビットに設定された尤度に従って、ビット列の誤り訂正を行う。なお、高尤度が設定されたビットについてはビット値が反転しにくく、低尤度が設定されたビットについてはビット値が反転しやすいことに留意すべきである。
以上のように、軟判定値の加算後に、誤り訂正復号が行われるため、誤りビットが正しく訂正される可能性が高まる。
(作用及び効果)
第2実施形態では、無線端末10は、復調後の排他的論理和パケットに対応する各ビットの軟判定値と排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットに対応する各ビットの軟判定値とを乗算して、乗算結果の符号を反転させる。無線端末10は、符号が反転された乗算結果を、中間復元パケットに対応する各ビットの軟判定値として取得する。続いて、無線端末10は、排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットに対応する各ビットの軟判定値と中間復元パケットに対応する各ビットの軟判定値とを加算して、NACKに対応する送信パケットの尤度をビット毎に設定する。無線端末10は、中間復元パケットを構成する各ビットに設定された尤度に従って、中間復元パケットを構成するビット列の誤り訂正を行う。
従って、再送パケット(排他的論理和パケット)が誤りを含む場合であっても、再送パケットの再送に必要な無線リソースを削減しながら、誤り訂正の精度向上を図ることができる。
[第3実施形態]
以下において、第3実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第2実施形態と第3実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、第2実施形態では、NACKに対応する送信パケットは、復調後の排他的論理和パケット(再送パケット)に基づいて復元される。これに対して、第3実施形態では、NACKに対応する送信パケットは、誤り訂正後の排他的論理和パケット(再送パケット)に基づいて復元される。第3実施形態では、第2実施形態と同様に、送信パケットがユニキャストで送信されるため、排他的論理和パケットの生成に用いる複数の送信パケットは、無線端末10が受信に失敗した送信パケットであることに留意すべきである。
さらに、第3実施形態では、無線基地局20は、第1送信パケット及び第2送信パケットを用いて排他的論理和パケットを生成した後に、排他的論理和パケットに誤り検出ビット及び誤り訂正ビットを付与する。
(無線端末の構成)
以下において、第3実施形態に係る無線端末の構成について、図面を参照しながら説明する。図11は、第3実施形態に係る無線端末10の構成を示すブロック図である。図11では、図6と同様の構成について同様の符号を付している。
図11に示すように、無線端末10は、復元部119Aに代えて、復元部119Bを有する。図6では、復元部119Aは、復調後の排他的論理和パケット(再送パケット)に基づいて、NACKに対応する送信パケットを復元する。これに対して、図11では、復元部119Bは、誤り訂正後の排他的論理和パケット(再送パケット)に基づいて、NACKに対応する送信パケットを復元する。
具体的には、復元部119Bは、誤り訂正後の排他的論理和パケットに対応する各ビットの軟判定値を誤り訂正部113から取得する。復元部119Bは、排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットを示す情報を受信バッファ118から取得する。続いて、復元部119Bは、排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットに対応する各ビットの軟判定値を受信バッファ118から取得する。
復元部119Bは、誤り訂正後の排他的論理和パケットに対応する各ビットの軟判定値と排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットに対応する各ビットの軟判定値とを用いて、NACKに対応する送信パケットを復元する。
具体的には、復元部119Bは、誤り訂正後の排他的論理和パケットに対応する各ビットの軟判定値と排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットに対応する各ビットの軟判定値とを乗算して、乗算結果の符号を反転させる。復元部119Bは、符号が反転された乗算結果を、中間復元パケットに対応する各ビットの軟判定値として取得する。続いて、復元部119Bは、排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットに対応する各ビットの軟判定値と中間復元パケットに対応する各ビットの軟判定値とを加算して、NACKに対応する送信パケットの尤度をビット毎に設定する。復元部119Bは、NACKに対応する送信パケットの尤度を誤り訂正部113に出力する。
(作用及び効果)
第3実施形態では、無線端末10は、誤り訂正後の排他的論理和パケットに対応する各ビットの軟判定値と排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットに対応する各ビットの軟判定値とを乗算して、乗算結果の符号を反転させる。無線端末10は、符号が反転された乗算結果を、中間復元パケットに対応する各ビットの軟判定値として取得する。続いて、無線端末10は、排他的論理和パケットの生成に用いられた送信パケットに対応する各ビットの軟判定値と中間復元パケットに対応する各ビットの軟判定値とを加算して、NACKに対応する送信パケットの尤度をビット毎に設定する。無線端末10は、中間復元パケットを構成する各ビットに設定された尤度に従って、中間復元パケットを構成するビット列の誤り訂正を行う。
従って、再送パケット(排他的論理和パケット)が誤りを含む場合であっても、再送パケットの再送に必要な無線リソースを削減しながら、誤り訂正の精度向上を図ることができる。
[第4実施形態]
以下において、第4実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した実施形態と第4実施形態との相違点について主として説明する。
上述した実施形態では、排他的論理和パケットは、複数のパケットの排他的論理和である。第4実施形態では、排他的論理和パケットは、1つの送信パケットを構成する複数のセクションの排他的論理和である。なお、複数のセクションは、無線端末10に再送すべき送信パケットの一部を構成する送信情報である。
具体的には、図12に示すように、無線基地局20は、無線端末10から受信したNACKに対応する送信パケットXを複数のセクション(セクションA及びセクションB)に分割する。続いて、図13に示すように、無線基地局20は、複数のセクションを構成するビット列の排他的論理和を算出して、排他的論理和パケットを取得する。
(作用及び効果)
第4実施形態では、排他的論理和パケットは、1つの送信パケットを構成する複数のセクションの排他的論理和である。従って、複数の送信パケットに対応するNACKを受信するまで待つ必要が無いため、再送パケットの再送遅延を短縮することができる。
[第5実施形態]
以下において、第5実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態と第5実施形態との相違点について主として説明する。
第1実施形態では、図14に示すように、各無線端末10(ユーザ)は、各無線端末10に個別の無線リソースを用いて、受信確認情報を送信する。個別の無線リソースは、タイムスロット、周波数又はコードなどが異なることを意味する。
一方で、第5実施形態では、各無線端末10は、複数の無線端末10に共通の無線リソースを用いて、受信確認情報を送信する。共通の無線リソースは、タイムスロット、周波数又はコードなどが同じであることを意味する。
ここでは、各無線端末10は、送信パケットの受信に成功した場合に、ACKを送信せずに、送信パケットの受信に失敗した場合に、共通の無線リソース(共通NACKチャネル)を用いてNACKを送信する。共通NACKチャネルは、多くのサブキャリアによって構成されることが好ましい。また、NACKは、符号拡散されていることが好ましい。NACKが符号拡散されている場合には、各無線端末10で用いられる拡散符号が互いに異なることが好ましい。例えば、複数の拡散符号の中から、各無線端末10がランダムに選択する。
ここで、無線基地局20は、送信パケットに対応するNACKの送信タイミングを送信パケット毎に管理していることが好ましい。これによって、各無線端末10は、どの送信パケットに対応するNACKであるかを示す情報をNACKに含める必要がない。
例えば、無線基地局20は、共通NACKチャネルを監視しており、共通NACKチャネルを用いて送信された信号の電力を検出する。無線基地局20は、電力が検出された場合には、少なくとも1つの無線端末10が送信パケットの受信に失敗したと判定する。無線基地局20は、判定結果に応じて、再送パケット(例えば、上述した排他的論理和パケット)をマルチキャストで送信する。
なお、無線基地局20は、共通NACKチャネルを用いてNACKが送信されていても、個別の無線リソースを用いて受信確認情報を送信するように無線端末10に対して要求してもよい。
一の送信パケットに対する2回目以降のNACK送信については、(1)個別の無線リソースを用いるケース、(2)共通の無線リソースを用いるケースが考えられる。(2)のケースでは、一の送信パケットに対するNACK送信に用いる共通の無線リソースは、他の送信パケットに対するNACK送信に用いる共通の無線リソースと区別されることは勿論である。共通の無線リソースは、NACK送信回数毎に区別されることは勿論である。
一の送信パケットに対する2回目以降のNACK送信において、個別の無線リソースを用いるか、共通の無線リソースを用いるかについては、予め定めておいてもよく、2回目以降のNACKが送信される確率によって定めてもよい。
(作用及び効果)
第5実施形態では、各無線端末10は、共通NACKチャネルを用いてNACKを送信する。これによって、受信確認情報の送信に必要な上り方向の無線リソースを削減することができる。
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
例えば、上述した第2実施形態及び第3実施形態は、送信パケットがユニキャストで送信されるケースに適用されるが、送信パケットがマルチキャストで送信されるケースに適用されてもよい。
上述した実施形態では、2つの無線端末10に送信パケットをマルチキャストで送信するケースを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。3つ以上の無線端末10に送信パケットをマルチキャストで送信してもよいことは勿論である。
例えば、3つの無線端末10に送信パケットをマルチキャストで送信するケースについて考える。
図16に示すように、無線端末10Aは、送信パケット#2の受信に失敗するが、他の送信パケットの受信に成功する。無線端末10Bは、送信パケット#4の受信に失敗するが、他の送信パケットの受信に成功する。無線端末10Cは、送信パケット#3の受信に失敗するが、他の送信パケットの受信に成功する。
無線基地局20は、送信パケット#2〜送信パケット#4の排他的論理和である排他的論理和パケットを再送パケットとして、無線端末10A〜無線端末10Cに送信する。
無線端末10Aは、送信パケット#3及び送信パケット#4と排他的論理和パケットとの排他的論理和をとることによって、送信パケット#2を復元する。無線端末10Bは、送信パケット#2及び送信パケット#3と排他的論理和パケットとの排他的論理和をとることによって、送信パケット#4を復元する。無線端末10Cは、送信パケット#2及び送信パケット#4と排他的論理和パケットとの排他的論理和をとることによって、送信パケット#3を復元する。
このように、3つ以上の送信パケットによって排他的論理和パケットを生成するケースでは、排他的論理和パケットの生成に用いる全ての送信パケットに誤りビットが含まれていてもよい。このようなケースでは、排他的論理和パケットの生成に用いられる送信パケット数は、無線端末10の受信状態に応じて定められてもよい。このようなケースでは、各無線端末10は、自端末の受信状態を無線基地局20に通知する。受信状態は、送信パケットのSINR、送信パケットの誤り訂正状態(上述した尤度の高さ)などによって定義される。
第2実施形態〜第3実施形態では、シングルキャスト送信について例示したが、第2実施形態〜第3実施形態は、マルチキャスト送信に適用されてもよい。すなわち、マルチキャスト送信において、排他的論理和パケットの生成に用いる全ての送信パケットに誤りビットが含まれていてもよく、誤りビットを含むパケット(すなわち、最初に受信された新規パケット、排他的論理和パケットなど)を構成する各ビットの軟判定値を用いて送信パケットの復元が行われてもよい。
上述した実施形態では、無線基地局20が送信装置であり、無線端末10が受信装置である。しかしながら、無線基地局20が受信装置であり、無線端末10が送信装置であってもよい。
なお、パケットBの再検出を行った後に、パケットAの再検出を行ってもよい。また、パケットの再検出の回数は、特に限定されるものではない。パケットA及びパケットBのそれぞれについて、2回以上のパケットの再検出が行われてもよい。
第2実施形態及び第3実施形態では、排他的論理和パケットA+Bに対応する各ビットの軟判定値と新規パケットAに対応する各ビットの軟判定値との乗算によって、中間復元パケットBに対応する各ビットの軟判定値が取得される。続いて、中間復元パケットBに対応する各ビットの軟判定値と新規パケットBに対応する各ビットの軟判定値との加算によって、パケットBに対応する軟判定値が取得される。このようなケースにおいて、新規パケットBに対応する各ビットの軟判定値に代えて、新規パケットBに対応する各ビットの硬判定値が用いられてもよい。
第1実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。 第1実施形態に係る無線端末10の構成を示すブロック図である。 第1実施形態に係る無線基地局20の構成を示すブロック図である。 第1実施形態に係る再送パケットの再送を説明するための図である。 第1実施形態に係る通信システムの動作を示すシーケンス図である。 第2実施形態に係る無線端末10の構成を示すブロック図である。 第2実施形態に係るパケットの復元について説明する図である。 第2実施形態に係るパケットの復元について説明する図である。 第2実施形態に係るパケットの復元について説明する図である。 第2実施形態に係るパケットの復元について説明する図である。 第3実施形態に係る無線端末10の構成を示すブロック図である。 第4実施形態に係る排他的論理和パケットの生成について説明する図である。 第4実施形態に係る排他的論理和パケットの生成について説明する図である。 背景技術に係るNACKの送信方法について説明するための図である。 第5実施形態に係るNACKの送信方法について説明するための図である。 その他の実施形態に係る再送パケットの再送を説明するための図である。
符号の説明
10・・・無線端末、111・・・受信部、112・・・復調部、113・・・誤り訂正部、114・・・誤り検出部、115・・・受信確認情報生成部、116・・・送信部、117・・・検出部、118・・・受信バッファ、119・・・復元部、20・・・無線基地局、211・・・受信部、212・・・特定部、213・・・送信バッファ、214・・・タイミング制御部、215・・・再送パケット生成部、216・・・判定部、217・・・誤り検出付与部、218・・・誤り訂正付与部、219・・・変調部、220・・・送信部

Claims (3)

  1. 複数の受信装置と無線通信を行う送信装置であって、
    前記複数の受信装置に送信パケットを送信する送信部と、
    前記送信パケットの受信に成功したか否かを示す受信確認情報を前記受信装置から受信する受信部と、
    前記受信確認情報に基づいて、前記複数の受信装置に再送すべき前記送信パケットの少なくとも一部を構成する第1送信情報と、前記複数の受信装置に再送すべき前記送信パケットの少なくとも一部を構成する第2送信情報とを特定する特定部と、
    前記第1送信情報と前記第2送信情報との排他的論理和を含む排他的論理和パケットを、前記複数の受信装置に再送すべき再送パケットとして生成する生成部と、
    前記受信確認情報に基づいて、前記再送パケットの再送処理を行うタイミングを制御するタイミング制御部と
    を備え、
    前記送信部は、前記生成部によって生成された前記排他的論理和パケットを前記再送パケットとして送信し、
    前記送信部は、前記複数の受信装置に前記送信パケット及び前記排他的論理和パケットをマルチキャストで送信し、
    前記第1送信情報は、前記複数の受信装置のうち一の受信装置に再送すべき前記送信パケットであり、
    前記第2送信情報は、前記複数の受信装置のうち他の受信装置に再送すべき前記送信パケットであり、
    前記タイミング制御部は、送信バッファに格納された送信パケット量に基づいてネットワーク負荷を監視し、前記ネットワーク負荷が所定負荷以上である場合には、前記ネットワーク負荷が所定負荷未満である場合よりも、前記再送パケットを生成するまでの所定の待ち時間を長く設定することを特徴とする送信装置。
  2. 前記複数の受信装置に新たに送信すべき前記送信パケットである新規パケットを送信するか、前記排他的論理和パケットを送信するかを判定する判定部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
  3. 送信装置と無線通信を行う受信装置であって、
    前記送信装置から送信パケットを受信する受信部と、
    前記送信パケットの受信に成功したか否かを示す受信確認情報を前記送信装置に送信する送信部と、
    受信に失敗した前記送信パケットを復元する復元部とを備え、
    前記送信装置は、複数の受信装置に前記送信パケット及び第1送信情報と第2送信情報との排他的論理和パケットをマルチキャストで送信するとともに、送信バッファに格納された送信パケット量に基づいてネットワーク負荷を監視し、前記ネットワーク負荷が所定負荷以上である場合には、前記ネットワーク負荷が所定負荷未満である場合よりも、前記再送パケットを生成するまでの所定の待ち時間を長く設定し、
    前記第1送信情報は、複数の受信装置のうち前記受信装置に再送すべき前記送信パケットであり、
    前記第2送信情報は、複数の受信装置のうち他の受信装置に再送すべき前記送信パケットであり、
    前記受信部は、受信に失敗した前記送信パケットの少なくも一部を構成する複数の送信情報の排他的論理和を含む前記排他的論理和パケットを受信し、
    前記復元部は、前記排他的論理和パケットに基づいて、受信に失敗した前記送信パケットを復元することを特徴とする受信装置。
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