[发明专利]一种基于网络编码的无线协同广播/组播方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对无线网络中的广播/组播业务的协同传输，提供了一种基于网络编码、协同通信和空间分集技术的协同广播/组播调度方法，属于无线通信技术领域。 

背景技术

无线广播/组播技术是一种在无线环境下用于一对多数据传输的高效机制，为电视、广播、电影等应用供应商提供了广阔的无线平台，已引起广泛的关注。广播/组播模式，是点到多点的数据服务，单一的数据流被多个用户共同接收，特别适合于电视节目、现场赛事转播等直播类业务。目前用户在移动终端上观看电视节目的手机电视业务正逐渐地大规模流行起来。多媒体广播/组播业务架构已经被纳入3GPP的标准，IPTV、移动电视等有望在未来的4G平台上占有一定的市场。采用带有基础设施的分布式网络架构已成为支持无线广播/组播业务网络的发展趋势，在IEEE802.11s/16e等标准，以及IMT-Advanced等系统中均采用了类似的网络架构，相关支撑技术得到了广泛关注，其中协同通信技术通过终端或中继站的协同传输，提高广播/组播传输的覆盖范围和吞吐量，正成为研究热点。 

无线广播/组播面临的最大问题是各个节点信道状态的不均匀性和波动性，吞吐量受到最差链路节点的限制，无线资源不能被充分地利用，组播的性能得不到保证，现有的广播/组播协议在路由选择、拓扑控制、差错/重传控制及传输速率/功率控制等方面无法给出满意的解决方案。 

网络编码技术可将来自不同路径，去向不同的信息流进行线性合并操作，极大地提高了信息传输的效率，将其应用于无线通信中，可以利用无线信道的广播特性。协同通信技术已被广泛研究可以通过多用户的协同分集增益用来提高系统的性能。目前该领域内的协同广播/组播方面的专利主要有： 

1.北京邮电大学的彭木根等提出了无线中继系统的网络编码用户协同配对的传输方法，该方法是数据源把其整个覆盖范围(即小区)根据传输距离划分为三个区域：中心服务区、网络编码区和边缘中继区，并在不同的区域采用不同的传输方法；其中在网络编码区，根据用户和中继站的位置和传输信道状况，为用户寻找合适的服务中继站，同时为激活的用户选择配对用户。具体传输方法是：首先两个配对用户同时发送自身信息， 再在服务中继站处执行网络编码操作，并把编码后的混合信息发送给数据源，最后数据源综合接收到的直射信息和网络编码信息，恢复出两个用户的原始发送信息。与普通中继模式相比，本发明方法减少了传输资源的占用，而且传输性能有显著提高。 

2.清华大学的陈智；陈炜；樊平毅等提出了一种基于网络编码的合作无线多播方法，包括以下步骤：发送节点采用两个子时隙来分别发送新帧X1和X2，通过无线信道将其发送到合作节点和目标节点；合作节点和发送节点侦听目标节点反馈的接收信息；在丢帧的情况下，若不是至少有一个目标节点同时丢帧X1和X2时，且合作节点事先已接收丢失帧，由合作节点对丢失帧重新编码，在下一子时隙将编码后的复合帧发送到目标节点；若合作节点事先未接收到丢失帧时，由发送节点对丢失帧重新编码，在下一子时隙将编码后的复合帧发送到目标节点；目标节点通过对复合帧解码来获取丢失帧。本发明不仅提高了系统传输的可靠性，降低了传输的中断概率，并且节省了时间资源和功率资源。 

3.北京邮电大学的彭木根；王月新；吴湛击；王文博提出了在无线中继网络中采用网络编码通信的方法，通过设置中继节点并用网络编码技术来提高中继上行传输效率；步骤如下：(1)在蜂窝小区里布置具有网络编码功能的中继节点，以扩展信号覆盖范围和便于采用网络编码；(2)数据源自适应判决终端是否采用中继和是否在中继处对终端使用网络编码进行处理；(3)根据数据源反馈信息，中继节点执行辅助的基于网络编码技术的数据流处理；(4)数据源集中控制执行网络编码的切换更新处理：终端在不同服务小区间移动时，数据源更新中继节点或服务小区，在新中继处重新进行网络编码处理。本发明在中继节点采用网络编码操作能够对接收的不同路径信息分别编码转发，切实提高中继传输效率和边缘用户的传输性能。