[发明专利]基于网络编码的发射端广播重传方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种广播重传方法及系统，尤其涉及一种基于网络编码的发射端广播重传方法及系统。

背景技术

目前在传统的点到点通信网络中大多采用的是存储转发的路由策略，如Internet网，无线ad hoc网络等。相反，网络编码是一种通过路由中继节点对信息进行编解码来达到多播网络容量的技术，该技术由R.Ahlswede等人在2000年首次提出，利用图论中最大流最小割理论从理论上证明了网络编码能达到网络最大信息流，而这对于传统的存储转发路由技术是无法实现的。在传统的数据传输技术中，中继节点只负责数据的存储转发，而基于网络编码技术的网络的中继节点在具备传统中继功能的基础上，根据网络编码规则将接收到的信息进行线性或非线性处理再进行传播。网络编码彻底改变了通信网络中信息处理和传输的方式，是信息理论研究领域的重大突破，已经引起学术界广泛关注和高度重视.国际许多著名大学和研究机构，国外许多著名大学，如麻省理工大学、普林斯顿大学、瑞士EPFL学院等以及多家IT公司的研究中心，包括贝尔实验室、微软研究院、A T&T的香农信息实验室等都在积极开展对网络编码理论和应用的研究；网络编码也逐渐引起了国内学术界的关注和重视，我国的清华大学、南京大学、西安电子科技大学等对网络编码进行了探索。

在传统的传输模式中，节点一般是采用点对点传输模式。如图1所示，中继节点根据存储转发原则和先进先出原则(First Input First Output)发送数据。图2给出了传统传输方式接收数据示意图。首先节点A，B竞争信道，因节点A先于节点B发送传输请求，因此节点C先接收节点A的数据，随后接收来自节点B的数据；然后根据先进先出规则，转发数据X₁、X₂。当然图2.a并不是唯一传输形式，如中继节点C在接收数据X1后先转发，后接收来自节点B的数据。

与有线网络的信号集束性不同，无线网络的电波扩散特性使得网络编码在减少无线传输次数方面有很好的应用。与传统的有线网络相比，无线网络拥有较高的比特出错率，重传效率问题显得更加重要。

发明内容

本发明解决的技术问题是：构建一种基于网络编码的发射端广播重传方法及系统，克服现有技术重发数据包过多的技术问题。

本发明的技术方案是：提供一种基于网络编码的发射端广播重传方法，包括如下步骤：

构建重传缓冲池：构建重传缓冲池矩阵，所述重传缓冲池矩阵的行数据表示接收节点的接收情况，所述重传缓冲池矩阵的列数据表示数据包的接收情况；

初始化重传缓冲池：根据广播发送中ACK/NAKs反馈生成的数据包接收情况初始化所述重传缓冲池矩阵；

组合重传数据包：对于任意接收节点已正确接收至少i-1个数据包，对该i个数据包采用异或运算编码成重传数据包，重传数据包数量小于等于接收节点个数，其中，i为组合中数据包个数；

发送重传数据包：以广播形式发送已编码的数据包组合。

本发明的进一步技术方案是：所述数据包的接收情况为在数据包接收成功时为接收成功标志，在数据包接收不成功时为请求重发标志。

本发明的进一步技术方案是：在组合重传数据包步骤中，还包括检测是否达到重传上限，若达到重传上限，则发送组合的重传数据包。

本发明的进一步技术方案是：在组合重传数据包步骤中，还包括检测是否达到重传上限，若未达到重传上限，则继续组合重传数据包。

本发明的技术方案是：构建一种基于网络编码的发射端广播重传系统，包括构建重传缓冲池的构建单元、初始化重传缓冲池的初始化单元、组合重传数据包的组合单元、发送重传数据包的发送单元，所述构建单元构建重传缓冲池矩阵，所述重传缓冲池矩阵的行数据表示接收节点的接收情况，所述重传缓冲池矩阵的列数据表示数据包的接收情况；所述初始化单元根据广播发送中ACK/NAKs反馈生成的数据包接收情况初始化所述重传缓冲池矩阵；所述组合单元对于任意接收节点已正确接收至少i-1个数据包，对该i个数据包采用异或运算编码成重传数据包，重传数据包数量小于等于接收节点个数，其中，i为组合中数据包个数；所述发送单元将广播重传数据包组合。

本发明的进一步技术方案是：还包括判断是否达到重传上限的判断单元。

本发明的进一步技术方案是：所述数据包的接收情况为在数据包接收成功时为接收成功标志，在数据包接收不成功时为请求重发标志。