[發明專利]具有線性獨立數據分組編碼的可靠多播

有效

• 申請號: 200680056498.7
• 申請日: 2006-11-29
• 公開（公告）號: CN101548498A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: P·拉森
• 申請（專利權）人: 艾利森電話股份有限公司
• 主分類號: H04L1/18
• 分類號: H04L1/18;H04L12/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 湯春龍;徐予紅

技術領域

本發明一般涉及多播通信系統，并且更具體地說，涉及用于多播 傳輸的調度分組和編碼分組的新穎策略。

背景技術

一般而言，對于通信系統中，且具體而言，對于無線網絡中改進 性能的需求在不斷增長。多播是通過將相同信息有效地傳送到多個用 戶/接收器而提高吞吐量的一種方案。信道不可靠時，不可能可靠地將 數據輸送到所有接收器。因此，通過不可靠信道的多播一般要求使用 前向糾錯(FEC)技術或后向糾錯技術，如自動重發請求(ARQ)。

所謂的噴泉編碼是用于可靠多播的一種令人感興趣的方案[1-2]。 噴泉編碼是理想的低比率(rate-less)數據編碼方案，一種FEC形式， 它產生新的奇偶信息，直至所有用戶已將發送的數據文件解碼。理想 的噴泉碼近似值是所謂的Tornado碼和LT碼。其它噴泉碼包括所謂 的Tornado碼和聯機碼(Online?codes)。在其中形成新奇偶信息的LT 碼中(以及通常在大多數噴泉碼中)，基本理念是基于隨機選擇編碼 程度，即，根據預定義程度分布然后按位對分組進行異或處理(模2 加法)要一起編碼的分組數量。雖然不是固有的噴泉編碼的一部分， 但確認一般在接收器接收了能夠實現編碼的充足數量的奇偶分組時 發送，而不是在該時間之前。因此，對于噴泉編碼(FC)文件，每個 用戶只需一次確認。在需要接收比數據大致多ε數額冗余的刪除信道 中，噴泉編碼(FC)的那些近似值能夠實現有效的多播。

ARQ是用于數據傳輸的一種有效差錯控制策略，其中，接收器檢 測消息中的傳輸差錯，并自動請求從發送器重新傳輸。通常，從接收 器到發送器的反饋消息用于使發送器能夠確定預期接收器正確收到 了哪些分組，哪些分組未正確收到。已正確收到的分組必須重新發送。

ARQ被提議用作在蜂窩無線通信系統中通過空中接口的通信的 標準，并且也能夠在多跳系統中使用。一般情況下，信息在傳輸前被 分成稱為協議數據單元(PDU)的更小分組。通過使用檢錯碼將分組 編碼，能夠實現可靠的傳遞，使得接收器能夠檢測錯誤或丟失的分組， 并由此請求重新傳輸。數據序列完整性一般通過分組的按序編號和應 用某些傳輸規則而得以保證。

可有用的是在論述有關多播ARQ的細節前，先回顧基于單播的 ARQ的基本原理，記住單播ARQ的基本原理大部分轉入多播ARQ。

在通常稱為停止并等待ARQ的最簡單形式的ARQ中，數據的發 送器存儲每個發送的數據分組，并等待接收器通過確認消息(ACK) 的有關正確收到的數據分組的確認。收到ACK時，發送器丟棄存儲 的分組并發送下一分組。該過程一般補充有計時器和否定確認消息 (NACK)的使用。發送實體使用在數據分組傳輸時啟動的計時器， 如果在計時器計滿前未收到ACK(或NACK)，則重新傳送數據分組。 如果接收器檢測到分組中的錯誤，則它能向發送器發送NACK。在接 收NACK時，發送器重新傳送數據分組而不等待計時器計滿。如果 ACK或NACK消息丟失，則計時器將最終計滿，并且發送器將重新 傳送數據分組。

從簡單的停止并等待中，已形成了常規ARQ的更成熟的方案， 例如，提供更高吞吐量的回退N(Go-Back-N)和選擇性拒絕(或選 擇性重發)。

在ARQ發展的另一方面，以各種方式利用編碼中的冗余以增強 通信性能(一般作為吞吐量度量)。這些方案稱為混合ARQ方案。 編碼和ARQ的組合，混合ARQ方案能夠對例如衰退等無線電環境中 的變化提供一定的適應性。在混合1ARQ中，FEC與ARQ組合。在 混合2ARQ中，發送或多或少帶有FEC編碼的PDU，但附帶有循環 冗余檢驗(CRC)以便在解碼后檢查誤碼的存在，并且如果請求重新 傳輸，則發送由FEC編碼器、系統比特或兩者的組合生成的奇偶校驗 比特(也稱為冗余比特)。

如果效率不是主要目標，則多個并行單播ARQ過程可用于確保 可靠的“多播”。在多播組大小即預期接收器的數量小時，這可以是常 見的方案。然而，對于更大的組，這是效率低的通信方式。因此，一 般情況下考慮更有效地將并行單播過程合并成單個所謂的多播ARQ 過程，其中，相同的信息傳送到多個用戶[3]。

參考文獻[4]涉及性能優化以實現可靠的多個單播流。

參考文獻[5-7]描述方案，其中，相同的數據多播到多個用戶，并 且有效的重新傳輸通過將不同接收器否定確認(NACK)的若干分組 組合成單個塊而能夠實現。