[发明专利]一种自适应多播传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线数据通信系统中数据链路层的多播传输方法。

背景技术

无线通信是当今通信领域内最为活跃和发展最为迅速的领域之一，无 线环境与有线环境相比，通常具有误码率高、带宽低、时延大以及移动频 繁等特性。因此无线数据通信系统中，需要灵活有效的数据传输机制。

针对无线链路上信息传输可靠性不高的特点，自动重传请求ARQ技术 通常被用来提高传输的可靠性。ARQ使用数据帧作为传输单位，数据信息 在ARQ发端先被分成若干帧，然后进行传输。利用反馈和计时器超时等方 法，发端能够发现在传输中丢失的帧并自动进行重传。接收端将接收到的 数据帧进行重排序，恢复成数据信息并提交给上层。ARQ可以向高层提供 可靠的链路传输服务，但其在提高可靠性的同时付出的代价是增加了链路 时延。尤其当重传次数较多时，ARQ会产生长而可变的时延，同时占用数 据帧正常传输需要的链路资源。而且，在多播无线通信环境下，单一的信 源会同时给多个接收方提供数据流。如果在接受方数量庞大的情况下支持 ARQ，很有可能会出现信源不断的处理接收方的ARQ消息，影响无线通信 系统的健壮性和正常通信业务的实施。

喷泉码最初就是为了解决可靠多播问题而提出的。所谓喷泉码，是指 该种编码可以由k个原始数据分组生成任意数量的编码分组，而接收方只 要收到其中任意m个编码分组，即可通过译码以高概率成功恢复全部原始 数据分组。一般情况下，这里的m略大于k。上述的喷泉码编码过程就如 同源源不断产生水滴(编码分组)的喷泉(编码器)，而我们只要用杯子(译码器) 接收足够数量的水滴，即可达到饮用(成功译码)的目的。基于喷泉码的解决 方案由于单向组播没有反馈，用户增长对于发送方来说没有任何影响，具 有很强的健壮性。为了获取k个原始分组，用户需要接收m≈k个编码分组， 接收效率接近于1，喷泉码有着近乎理想的接收效率。喷泉码同时还可以适 应异质用户，即具有不同丢包率或带宽的用户互不影响，劣质用户不会牵 制优质用户。但是，在每一次编码过程前，喷泉码需要等待k个原始数据 的到达，对于平均到达速率较低的具有突发特性的业务而言，喷泉码的延 时将比较大。

发明内容

本发明的目的在于提出一种自适应多播传输方法，缩短了无线通信中 的总时延，提高了传输效率。

一种自适应多播传输方法，按照以下步骤执行：

(1)信源接收待发送的数据包，初始化门限T。

(2)信源记录当前缓存数据包的包数M，比较M与门限T的大小， 如果M＞T，进入步骤(4)，否则进入步骤(3)；

(3)信源确定采用ARQ技术，进入步骤(5)；

(4)信源确定采用喷泉码技术，进入步骤(5)；

(5)信源按照已确定的技术对数据包进行处理，向各接收方发送数据 包，本轮发送结束；

(6)各个接收方反馈接收数据情况信息给信源，信源进入步骤(2)， 接收方若成功接收数据包，进入步骤(7)，否则继续等待；

(7)接收方解析数据包，判断该数据包传输类型，若属于ARQ技术， 进入步骤(8)；若属于喷泉码技术，进入步骤(9)；

(8)接收方按照ARQ技术进行解码，进入步骤(10)；

(9)接收方按照喷泉码技术进行解码，进入步骤(10)；

(10)接收方将解码得到的数据送交应用处理，本轮接收结束。

所述发送和接收的数据包包括包头和数据信息两个部分，包头中包含 编码方式，数据信息部分为传送的有效数据信息。

本发明为将要发送的数据包数设置门限T，当数据包数M≤T时，代表 在某个小时间段内，数据信息业务到达速率比信源单个处理数据包的速率 低，业务突发性不高，数据包基本不积压，适合使用ARQ技术，简单快速 的传输数据，减少系统开销；当M＞T时，代表在某个小时间段内，数据 信息业务到达速率比信源单个处理数据包的速率高，业务突发性强，导致 数据包积压严重，此时用喷泉码就可以很好地提高传输效率从而减小后面 包的进一步积压，适合使用喷泉码技术，同时避免ARQ技术的反馈开销， 增加系统的健壮性。本发明通过设定参数和自适应方法，使ARQ和喷泉码 两种技术结合起来，发挥各自优势，避开其分别处于劣势的传输环境，使 多播系统实现高吞吐率低时延的传输性能，大大提高传输效率，增强系统 健壮性。