[發(fā)明專利]一種中繼協(xié)作無線網(wǎng)絡中基于網(wǎng)絡編碼的重傳方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810140176.5
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108449161B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 王練;任治豪;王萌;白佳潔
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/18
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅;陳棟梁

本發(fā)明請求保護一種中繼協(xié)作無線網(wǎng)絡中基于網(wǎng)絡編碼的重傳方法，該方法主要用來解決單源單中繼?多信宿無線網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸過程恢復丟失數(shù)據(jù)包的問題。包括以下步驟：S1、源節(jié)點廣播數(shù)據(jù)包，接收節(jié)點向發(fā)送節(jié)點反饋數(shù)據(jù)包接收狀態(tài)信息；S2、源節(jié)點和中繼節(jié)點根據(jù)接收節(jié)點反饋信息生成或更新丟包分布矩陣；S3、根據(jù)丟包分布矩陣判斷目的節(jié)點是否接收到全部數(shù)據(jù)包；S4、選擇重傳發(fā)送節(jié)點；S5、選擇調度源節(jié)點或中繼節(jié)點根據(jù)編碼包選擇策略選擇重傳編碼包；S6、中繼節(jié)點重傳編碼包。本發(fā)明在計算編碼集合時，接收節(jié)點可緩存不可立即解編碼包，該方法可增加編解碼機會，源節(jié)點和中繼節(jié)點協(xié)作調度重傳，能有效地減少重傳丟失數(shù)據(jù)包的平均次數(shù)，提高重傳效率。

技術領域

本發(fā)明屬于中繼協(xié)作無線網(wǎng)絡下的數(shù)據(jù)重傳技術領域，特別涉及一種基于網(wǎng)絡編碼中繼協(xié)作重傳方法。

背景技術

隨著無線通信技術的大規(guī)模商用，以及移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，用戶對于無線數(shù)據(jù)業(yè)務的服務質量要求越來越高。由于無線傳輸媒介的特殊性，傳輸信道易受到多徑效應、噪聲、信號干擾等因素的影響，導致無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包丟失率較高，系統(tǒng)可靠性降低，重傳開銷增加，傳統(tǒng)的自動重傳請求(Automatic Repeat request,ARQ),前向糾錯(Forward ErrorCorrection,FEC)，混合自動重傳請求(Hybrid Automatic Repeat request,HARQ)，ARQ和HARQ技術都是接收節(jié)點反饋原始數(shù)據(jù)包接收情況，發(fā)送節(jié)點根據(jù)反饋信息單獨重傳丟失數(shù)據(jù)包，直到成功發(fā)送數(shù)據(jù)包或達到最大重傳次數(shù)。在無線通信中，由于接收節(jié)點數(shù)量較多、數(shù)據(jù)包丟失分散、重傳數(shù)據(jù)包也有可能再次丟失等因素，這些重傳方法需要較大的傳輸次數(shù)，因此重傳效率較低，網(wǎng)絡開銷較大。

針對上述問題，2000年Ahlswede等人提出了網(wǎng)絡編碼，網(wǎng)絡編碼技術綜合考慮所有接收節(jié)點的丟失數(shù)據(jù)包，在網(wǎng)絡中間節(jié)點處，允許網(wǎng)絡中間節(jié)點對接收到的數(shù)據(jù)包，按照一定的編碼規(guī)則進行編碼生成編碼包然后進行轉發(fā)至下游接收節(jié)點，接收節(jié)點對接收到的編碼包按照一定的規(guī)則進行解碼。相比傳統(tǒng)重傳技術，使用網(wǎng)絡編碼技術可以增加單位時間內傳輸?shù)男畔⒘浚ㄟ^一次傳輸可同時恢復多個接收節(jié)點丟失數(shù)據(jù)包，從網(wǎng)絡傳輸意義上減少了重傳次數(shù)，節(jié)省了網(wǎng)絡資源。

在實際單源單中繼無線網(wǎng)絡應用中，源節(jié)點和中間節(jié)點需要根據(jù)一定的編碼包選擇策略決定優(yōu)先重傳哪些數(shù)據(jù)包，根據(jù)調度策略決定使用源節(jié)點重傳還是中繼節(jié)點重傳，編碼包選擇策略與調度策略的性能與系統(tǒng)的性能有很大的關系，只有通過合理的編碼包選擇和合理的調度，才能充分發(fā)揮網(wǎng)絡編碼在提高無線網(wǎng)絡性能上的優(yōu)勢。由于無線鏈路的不可靠性以及廣播特性，數(shù)據(jù)包在重傳的過程中也有可能丟失，且接收節(jié)點的數(shù)據(jù)包接收情況也發(fā)生改變，導致編碼機會隨著數(shù)據(jù)包接收情況而發(fā)生改變。因此選擇最佳的編碼組合方式和調度策略對網(wǎng)絡編碼在提高網(wǎng)絡性能有很大影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在解決以上現(xiàn)有技術的問題。提出了一種提高重傳效率、降低重傳次數(shù)的方法。本發(fā)明的技術方案如下：

一種中繼協(xié)作無線網(wǎng)絡中基于網(wǎng)絡編碼的重傳方法，其包括以下步驟：

S1、源節(jié)點向中繼節(jié)點和目的節(jié)點廣播數(shù)據(jù)包，目的節(jié)點向源節(jié)點和中繼節(jié)點發(fā)送節(jié)點反饋數(shù)據(jù)包接收狀態(tài)信息；

S2、源節(jié)點和中繼節(jié)點根據(jù)接收節(jié)點反饋信息生成或更新丟包分布矩陣；

S3、根據(jù)丟包分布矩陣判斷目的節(jié)點是否接收到全部數(shù)據(jù)包；

S4、選擇重傳發(fā)送節(jié)點；

S5、選擇調度源節(jié)點或中繼節(jié)點根據(jù)編碼包選擇策略選擇重傳編碼包；

S6、中繼節(jié)點重傳編碼包。

進一步的，所述步驟S1源節(jié)點S通過有損信道向M個目的節(jié)點和中繼節(jié)點廣播數(shù)據(jù)包序列P_j，j∈(1,2,...,N)，M≥2，接收節(jié)點向發(fā)送節(jié)點反饋數(shù)據(jù)包接收狀態(tài)信息。