[發(fā)明專利]一種高丟包率下基于D2D簇的多播重傳方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410839805.5
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104486052A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃聯(lián)芬;張瑞;高志斌;蘇子文;林志堅;馮程偉
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: H04L1/18
• 分類號: H04L1/18;H04L1/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)，尤其涉及到一種高丟包率下基于D2D簇的多播重傳方法及裝置。

背景技術(shù)

移動通信網(wǎng)絡(luò)正向著更高的數(shù)據(jù)傳輸率、更大的資源利用率和更高的網(wǎng)絡(luò)容量發(fā)展，這對未來的無線頻譜資源提出了更高的要求。然而，可用的無線頻譜資源十分有限，因此，如何在有限的頻譜資源中實現(xiàn)高速率通信成為了業(yè)界研究的重點。D2D(device?to?device,設(shè)備到設(shè)備)通信技術(shù)可以通過復(fù)用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的資源，用來提高資源利用率和網(wǎng)絡(luò)容量。在無線多播系統(tǒng)中，為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕捎昧薋EC(Forward?Error?Correction，前向糾錯技術(shù))及ARQ(Automatic?Repeat-reQuest，自動重傳請求)差錯控制技術(shù)。這兩種技術(shù)合起來稱為HARQ(Hybrid?Automatic?Repeat?Request,混合自動重傳請求)技術(shù)。在多媒體廣播多播情況下，多個D2D終端可以根據(jù)相互之間的距離及鏈路狀態(tài)組成D2D簇(Cluster)，并選擇與基站鏈路情況最好的終端作為CH(Cluster?Head,簇頭)，通過在CH的控制管理下實現(xiàn)簇內(nèi)協(xié)作傳輸和重傳。

網(wǎng)絡(luò)編碼(NC,Network?Coding)是網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的一項新技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)編碼理論一經(jīng)提出，就引起了學(xué)術(shù)界的廣泛重視。網(wǎng)絡(luò)編碼融合了編碼和路由的信息交換技術(shù)，與傳統(tǒng)的中間節(jié)點只負(fù)責(zé)存儲轉(zhuǎn)發(fā)的功能不同，網(wǎng)絡(luò)編碼通過在中間節(jié)點對多個數(shù)據(jù)包進行編碼，增加單次傳輸?shù)男畔⒘浚瑥亩岣呔W(wǎng)絡(luò)整體性能。為了改善多播系統(tǒng)的性能，出現(xiàn)了一種結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼的NC/HARQ，即：NC-HARQ。通過NC-HARQ可以大幅減少重傳次數(shù)，從而提高頻譜利用率，提高系統(tǒng)性能。

傳統(tǒng)的多播重傳方法，為保證多播終端正確解調(diào)數(shù)據(jù)包,eNB(evolved?Node?B，演進形基站)會選擇最低數(shù)據(jù)傳輸速率發(fā)送數(shù)據(jù)，其中，最低數(shù)據(jù)傳輸速率決定于發(fā)送者與接收者之間的最差信道狀態(tài)。這樣，將導(dǎo)致多播吞吐量大幅降低。而同時，當(dāng)鏈路狀況差時，將有可能導(dǎo)致“反饋風(fēng)暴”。因此隨著技術(shù)的發(fā)展，許多富有創(chuàng)新性的多播重傳技術(shù)先后被提出。

中國專利CN103428642A提出了一種D2D簇內(nèi)數(shù)據(jù)共享的方法，其通過分布式多播的方法交換共享數(shù)據(jù)。但專利中并未提出與網(wǎng)絡(luò)編碼結(jié)合的重傳方式。

中國專利CN103916223A提出了一種基于遺傳算法的D2D協(xié)作重傳方法，其根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)并通過遺傳算法在D2D簇中選擇多播重傳發(fā)送端，這種方法雖然提高了頻譜效率，但大大增加了處理復(fù)雜度及時延。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種高丟包率下基于D2D簇的多播重傳方法及裝置，并根據(jù)當(dāng)前技術(shù)中存在的問題提出了一種新穎的NC-HARQ方式。

所述一種高丟包率下基于D2D簇的多播重傳方法，包括以下步驟：

1)多播業(yè)務(wù)開始前，將有多播業(yè)務(wù)需求的終端建成D2D簇，簇建立完成后，eNB向D2D簇多播數(shù)據(jù)包；

2)簇頭及簇成員接收多播數(shù)據(jù)包后，簇頭將簇成員的反饋組成反饋表，建立并初始化滑動窗口；

3)在滑動窗口內(nèi)，簇頭檢測反饋表，并根據(jù)反饋表執(zhí)行相應(yīng)動作；

4)在滑動窗口內(nèi)，簇頭通過簇內(nèi)協(xié)作重傳收集自身未正確譯碼的數(shù)據(jù)包；

5)簇頭收集好自身丟失的數(shù)據(jù)包后，對重傳數(shù)據(jù)包進行網(wǎng)絡(luò)編碼，并將網(wǎng)絡(luò)編碼包多播至簇成員中，更新反饋表及滑動窗后，重新執(zhí)行步驟3)～5)。

在步驟2)中，所述簇成員接收多播數(shù)據(jù)包后向簇頭反饋接收狀態(tài)，簇頭接收簇成員的反饋并組成反饋表，所述反饋表用一個M×N的矩陣V表示，矩陣中的每個元素V(i,j)為0或1，其中，V(i,j)＝0表示用戶i成功接收到數(shù)據(jù)包j，V(i,j)＝1表示用戶i丟失數(shù)據(jù)包j，即數(shù)據(jù)包j為錯誤包；所述滑動窗口為簇頭維持的一組連續(xù)的允許進行重傳操作的數(shù)據(jù)包的序號，在滑動窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)包才可以進行操作并在數(shù)據(jù)包處理后將滑動窗口向前滑動。

在步驟3)中，所述簇頭檢測反饋表，若有數(shù)據(jù)包所在的列全為0，即表示此數(shù)據(jù)包在整個簇成員及簇頭中都沒有正確譯碼，則簇頭向eNB反饋NACK，請求重新多播此數(shù)據(jù)包，簇成員反饋接收狀態(tài)后，簇頭更新反饋表。

在步驟4)中，所述滑動窗口內(nèi)，簇頭根據(jù)反饋表查找到自身丟失的數(shù)據(jù)包所對應(yīng)的正確接收此數(shù)據(jù)包的簇成員，并向其發(fā)送重傳請求消息，簇成員在收到請求消息后將對應(yīng)的數(shù)據(jù)包通過D2D鏈路發(fā)送給簇頭，簇頭在收集到滑動窗口內(nèi)所有自身丟失的數(shù)據(jù)包后，再次更新反饋表。