[发明专利]基于机会协同的自动重传请求方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种用于无线多节点网络中的自动重传请求方法，具体是一种由目的节点选择协同节点辅助发送节点重传来实现基于机会协同的自动重传请求方法。

背景技术

在无线通信网络中，为了提高系统的可靠性，传输协议通常支持自动重传请求(ARQ：automatic retransmission/repeat request)机制。自动重传请求的基本原理是，对发送端发来的数据包，接收端如果能正确接收，则返回一个确认信号(ACK)；否则返回否认信号(NACK)，若返回NACK消息，发送端会重发相应的数据包。重传机制降低了带宽的使用效率，会影响吞吐量，但是能提高接收的可靠性。自动重传请求可以分为三类：

1)停等方式(Stop-and-Wait)：发送端每传送一个数据包，就停下来等待接收端的反馈。若收到NACK，则重传上次发送的数据包；若收到ACK，则开始发送新的数据包。

2)选择性重传方式(Selection Retransmission)：发送端维护一个缓存表，保存已经发送但是没有收到ACK的数据包及序号；接收端也维护一个对应于正确接收数据包的接收缓存表。发送一个数据包后，发送端并不停下来等待响应，而是继续发送新的数据包。如果正确接收，接收端反馈ACK，发送节点删除对应的数据包；如果返回NACK，发送端则重传对应的数据包，同时继续按当前顺序发送新的数据包。

3)回退N步重传方式(Go Back N-step)：与选择性重传相似，不同之处在于，如果收到NACK，发送端将重传从对应数据包起到最后发送数据包之间的所有数据。

停等方式易于实现，对发送端和接收端的缓存能力要求较低，但是信道利用率不高。选择性重传和回退N步重传对发送端和接收端的缓存量有一定的要求，但能有效利用资源，具有更大的灵活性。此外，将自动重传请求与前向纠错编码结合的混合自动重传请求是自动重传请求的改进形式。根据重传信号的不同，混合自动重传请求有三种类型：HARQ-I，HARQ-II，HARQ-III。它们各有利弊，应用于不同的场景。

在无线传感器网络、自组织(Ad Hoc)网络，以及部署中继的蜂窝网络中，考虑到无线信号的广播特性，以及网络节点的分布特点，人们开始在自动重传请求机制中加入协同传输，以进一步提高自动重传请求的性能。所谓协同传输是指在网络中的相邻节点(协同节点)辅助发送节点传输信号以提高接收可靠性的一种方法。在自动重传请求中加入协同传输，当目的节点请求重传时，由相应的协同节点辅助发送端将信号重传到目的节点。当协同节点较多时，采用机会协同辅助重传，即选择一个或几个最佳的节点辅助发送节点协同传输。这种方法以协同节点选择开销为代价，获得和多节点协同传输近似的性能，并能降低多节点协同传输同步和信号处理的复杂度。

经对现有技术的文献检索发现，2005年，Zhao Bin等人在《IEEE Journal on SelectedAreas in Communications》vol.23，no.1，pp.7-18，January 2005上发表的“Practicalrelay networks：A generalization of Hybrid-ARQ”(IEEE通信选刊，2005年1月，第23卷，7到18页，实用中继网络：混合自动重传请求的推广)之中，提出了一种基于地理位置选择协同节点的协同自动重传请求方法，在重传时，在正确译码节点中选择距目的节点最近的节点重传发送节点信号，这种方法需要给出网络中各节点的地理位置信息，实现比较困难。Caleb K.Lo等人在《IEEE ICASSP》vol.3，pp.617-620，2007上发表的“Hybrid-ARQ in multihop networks with opportunistic relay selection”(IEEE声学、语音与信号处理国际会议，2007年，第3卷，617到620页，多跳网络中基于机会中继选择的混合自动重传请求)之中，采用机会反馈的方法由发送节点随机选择节点协同重传。协同节点需要已知自身到目的节点的信道质量，当协同节点数较多时容易发生冲突。

发明内容