[发明专利]无线网络中全分布式包排序方法与装置

说明书

技术领域

本发明关于无线网络中全分布式包排序方法与装置。

背景技术

一般多段式无线网络中的包排序算法都是中央处理式的。此类的算法虽然性能较好，但是要花费的计算量太大以致于成本太高。且当网络规模稍大时，中央处理式算法就变得不易实现。此算法必须将每种可能的传送及接收组合所对应的信号噪声比传送到基站后，利用暴力法(又称字典穷举法)找出一组最好的组合。在真实的系统中，要预估出信号噪声比本身就是一件非常难以完成的工作，更何况需要预估这么多种组合的信号噪声比。况且预估出信号噪声比之后，中央处理式包排序工作才正要开始。

在一个多段式无线网络中，中继站是将基站收到的数据包储存并传送到移动站(mobile station，MS)的网络节点，反之亦然。换言之，一个多段式无线网络中的移动站可以将来自基站的数据包直接传送到一个中继站，也可以将来自中继站的数据包直接传送到一个基站。

网络中，在基站与移动站之间加入中继站，称之为中继网络，主要有下列几个好处：缩短传-收对(transmit-receive pair)之间的距离，通过降低传输功率来扩大服务覆盖的区域。明显增加网络数据流通量，因为基站、移动站与中继站是允许同时传送数据包的。通过空间多工技术，使得信道可再使用。

图1A是传统的单一单元(single cell)多段式传送无线网络的一个示意图。此无线网络包含一个基站BS、两个中继站R1与R2，和四个使用者(移动站)M1-M4。图1B是传统的多单元(multiple cells)多段式传送无线网络的一个示意图。该无线网络包含三个基站BS1-BS3、四个中继站R1-R4，和八个使用者(移动站)M1-M8。图1A和图1B中，每个网络链接(network link)上的变量vj指出该网络链接正在传送数据与否。

然而，如果没有好好安排这些被传递的数据包，那么加入中继站的每一个好处也会伴随一些负面的效应。例如，当服务区域扩大时，移动站穿梭多个中继站后，被传送的数据包才到达它们各自的目的地。所以，如果中继站没有妥善安排这些数据包的传递，可能严重浪费无线网络的资源。另一方面，由于在多段式传送无线网络中，允许同时传送数据包，频繁的数据包碰撞也会发生。如此一来不仅无法提升性能，反而会丧失原本采用多段式传送无线网络的好处。

一个好的包排序技术不仅要达到数据包彼此之间不碰撞，而且也要能善加利用多段式传送无线网络的空间重利用特性，以期能使系统的容量为最大。以图1A为例，明显地若包排序算法的排序结果为{v₁，v₂，v₃，..，v₁₀}＝{0，1，0，0，1，0，0，0，0，1}而不是{0，1，0，0，0，0，0，0，0，0}，则整个网络的性能会比较好，其中v_j＝1代表该无线通信链接正在传送数据，v_j＝0代表该无线通信链接目前没有数据在传送。因为前者有三个通信连接正在通信，而后者只有一个。附带一提，例如{0，1，0，0，0，0，0，1，1，0}就不是一个有效的排序结果，因为此时三个传送给使用者M3的数据包碰撞而导致无法成功被接收。

发明内容

本发明主要是提供一种无线网络中全分布式包排序方法与装置，有效解决公知多段式无线网络中数据包排序衍生负面效应的多种问题。

本发明根据分解图与和积算法，将低密度检查码(LDPC code)的译码算法应用在多段式传送无线网络中，来达到安排使用者数据包的先后传递顺序。该分解图为该多段式传送无线网络的示意图，而邻近的基站和移动用户利用和积算法来进行通信。

据此，本发明的无线网络中全分布式包排序方法主要包含下列三个步骤：(a)建立分解图来模型化多段式无线网络；(b)根据该分解图，将包排序转换成低密度检查码的译码问题，并且以标准程序来解决该译码问题；(c)将译码问题解决的包排序结果，根据当时的网络状态作加权动作。

根据所述的无线网络中全分布式包排序方法，其中该无线网络是多段式无线网络。

根据所述的无线网络中全分布式包排序方法，其中该分解图的建立包括下列子步骤：

用代理节点来取代每个网络节点，该代理节点标注其相对应的条件限制函数f_i，该条件限制函数定义免干扰区域性条件规则；

用变量节点来取代每个网络链接，该变量节点以变量符号v_j标注；以及