[发明专利]一种用于无线协作中继系统的数据传输方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机网络通信技术领域，涉及一种数据传输方法。

背景技术

应用TCP/IP协议的网络中数据是以数据包的形式进行传输的，通常利用反馈信道ARQ的方式保证每个数据包的正确传输，一股认为在传输的接收端每个数据包要么正确地接收到，要么完全丢失，这种方式的通信实际上符合二进制删除信道(BEC)的模型。

ARQ协议存在两方面的问题：其一，ARQ协议需要有一条反馈信道，而许多应用场景并不存在反馈信道(比如广播多播服务)；其二，重传对信道容量是一个巨大的浪费，在低信道删除概率条件下，许多不必要的ACK帧被传送，在高信道删除概率条件下，许多冗余重传被传送。

数字喷泉码作为一种应用层前向纠错(Application Layer Forward Erasure Correction，AL-FEC)方式，可以在无ARQ的情况下，有效的提高传输的可靠性。与物理层采用的比特级纠错技术不同，应用层前向纠错技术(AL-FEC)将数据包作为编译码的基本单元，通过增加一定数量的冗余数据包来提高通信的可靠性，它的研究对基于IP协议的传输具有重大的理论和实践意义。

无线网络与有线网络相比最大的区别就是它的广播特性，一个节点发送的信号有可能被周围其他节点接收，同时这个节点也可能接收到来自其他不同节点的信号。在现今实施的许多无线网络中(例如，IEEE802.11)，这种情况往往被视为对接收信号的干扰，很多策略试图寻求各种方式(如接收机的设计或传输控制)来减少或避免信号之间的相互干扰。例如，使用载波监听策略来管理在同一广播范围内的节点，使得在任一时刻只有一个节点发送或接收数据。但是显而易见，当多个节点想要发送数据时，这种策略是十分低效的。

物理层网络编码技术巧妙地利用无线自组织网络的广播特性提升网络性能，它突破了在数字域进行编码操作的思维框架，是信息处理领域的巨大理论突破。

协作中继技术充分利用无线媒质的广播特性，通过中继节点协助源节点信息传送，可以增加系统的覆盖范围和系统的鲁棒性，最大可能的复用无线网络资源。数字喷泉码和物理层网络编码是实施在网络不同层次的技术，将这两者相结合应用于无线协作中继系统，能够给整个通信系统带来不同角度的性能增益。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于无线协作中继系统的数据传输方法。该方法能够提升提高协作中继系统性能。

一种用于无线协作中继系统的数据传输方法，其特征在于，该方法包括下列的步骤：

(1)对信源节点的应用层数据进行数字喷泉码编码处理，获得应用层编码数据包，对所获得的数据包进行协议栈各层头部封装，并经过调制，发送到无线信道上进行传输；

(2)中继节点接收无线信道上的叠加电磁波信号，按照物理层网络编码的映射关系进行解调，然后再调制发送；

(3)目的节点在接收到的信息中减去自己的信息，即可得到对方的信息，在应用层通过数字喷泉码译码算法进行译码操作。

作为优选实施方式，数字喷泉码编码采用LT编码方式；物理层网络编码采用异或编码方式。

本发明将数字喷泉码和物理层网络编码联合应用到无线协作中继系统中，信源节点发送的应用层数据是经过数字喷泉码操作后的编码分组，按照物理层网络编码的操作方式在无线衰落信道中进行传输；中继节点协助信源节点之间的通信过程，完成路由转发功能。本发明能够提升系统的纠删能力、吞吐量、投递率和抗干扰性能。

附图说明

图1是本发明所采用的luby transform code的编码流程图。

图2是本发明所采用的luby transform code的解码流程图。

图3是本发明所采用的物理层网络编码的系统流程框图。

具体实施方式

本发明的一个典型的应用场景为三节点协作中继。通过节点发射功率和接受灵敏度的联合设置，使得信号的覆盖范围刚好满足，发起数据传输的两节点互为隐藏终端，它们互相不能感知彼此的存在，只能在中继节点的协助下进行数据通信。