[發明專利]一種基于噴泉碼的協作多播方法

有效

• 申請號: 201210060329.8
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102625250A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 任品毅;盧金城;杜清河;陳志剛;王熠晨;吳廣恩;劉婧
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04W4/06
• 分類號: H04W4/06;H04L1/00;H04L1/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 田洲

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，特別涉及一種多播方法。

背景技術

在多播場景中，多個用戶在同一頻段獲取相同的業務數據，由于每個用戶的信道條件不同，多播速率往往受限于信道條件最差用戶。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有的多播系統受限于鏈路最差用戶的問題；提出一種基于噴泉碼的協作多播方法，該方法在保證所有用戶可靠接收多播數據的前提下，通過協作的方式進一步提高多播系統的容量。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種基于噴泉碼的協作多播方法，應用于蜂窩小區，在小區中包含一個基站和若干點播相同多播業務的用戶，多播業務使用同一頻段，基站使用噴泉碼對多播業務數據進行編碼；具體包括以下步驟：

1)基站把經過使用噴泉碼編碼后數據包，源源不斷地調制在載波上對外發送，不同信道條件的用戶在同一頻段上接收信號，基站在收到所有用戶完成數據接收的反饋后，結束該輪數據的發送；

2)用戶在正確譯碼完成數據接收后，給基站反饋告知其已收到，然后開始偵聽其他用戶的求助信號；當該已正確譯碼的用戶收到求助信號時，開始以譯碼轉發的方式協作，對外發送和基站相同的噴泉碼符號；當協作用戶收到所有其協作的用戶正確譯碼完成數據接收的反饋時，則結束協作。

本發明進一步的改進在于：所述基于噴泉碼的協作多播方法還包括以下步驟：

3)用戶在未完成數據接收時，偵聽其余用戶完成數據接收的反饋，根據反饋信號的信號強度決定是否發送求助信號。

本發明進一步的改進在于：步驟1)的具體方法如下：

1-1)基站首先使用噴泉碼編碼方法對多播業務數據包進行編碼，然后調制到載波上發送，直到收到所有用戶完成數據接收的反饋，才結束編碼和發送過程；

1-2)在接收端，用戶從接收到的噴泉碼符號中累積互信息，若定義i，j兩點之間的瞬時信噪比為γ_i，j，則該鏈路的信道容量為

c_i，j＝Blog₂(1+γ_i，j)；

每個符號累積的互信息表示為I_s，每個符號周期為T_s，則

I_s＝T_sBlog₂(1+γ_i，j)；

用戶接收噴泉碼符號后，開始周期性間隔嘗試譯碼；當累積的互信息小于待傳輸的數據的熵時，譯碼失敗，則用戶繼續接收噴泉碼符號累積互信息，再一次譯碼嘗試開始，如此循環；當累積的互信息大于待傳輸的數據的熵時，則可以正確譯碼，用戶完成數據接收并反饋一個ACK信號，告知基站其已正確完成接收。

本發明進一步的改進在于：所述步驟2)的具體步驟如下：

2-1)部分信道條件較好的用戶，相同時間內累積的互信息較多，當這部分用戶通過循環冗余校驗碼確定自己譯出的數據是正確時，即可在一個反饋信道上廣播一個ACK信號，告知基站和其他用戶其已經正確接收數據，該ACK信號將包含用戶自身的ID；

2-2)發送完反饋信號后，用戶開始偵聽其余用戶的求助信號；若完成數據接收的用戶收到一個或多個用戶的求助信號，則該用戶首先記錄求助用戶的ID，然后開始使用譯碼轉發的方式為其他未完成數據接收的用戶協作；未完成數據接收的用戶同時收到協作用戶和基站發送的符號，會獲得一定的接收信噪比增益，加快其正確譯碼的速度；

2-3)當協作用戶收到所有其協作的用戶反饋的ACK信號后，停止轉發數據，退出協作。

本發明進一步的改進在于：所述步驟3)的具體步驟如下：

3-1)部分信道條件較差用戶等待協作用戶偵聽其余用戶完成接收數據的反饋，并測量出收到的反饋信號的信噪比；若反饋信號信噪比小于預先設定的信噪比門限值，表明完成數據接收的用戶和該用戶之間的鏈路條件并不夠好，不適合接受其協作；若反饋信號信噪比大于預先設定的門限值，則表明已完成數據接收的用戶和該用戶之間的鏈路條件較好，適合接受其協作；該用戶開始對外發送求助信號，內容包括自身的ID和協作用戶的ID；上面提到的信噪比門限值可以用公式SNR_th＝2^R-1確定，R為多播業務的速率要求；

3-2)當用戶在基站和其余用戶協作下完成數據的接收后，反饋一個ACK信號，告知基站和協作用戶其已收到數據；接下來，該用戶開始按照步驟2)決定是否為其余用戶協作。