[发明专利]多播通信方法、多播发送设备、多播接收设备

说明书

技术领域

本发明总体涉及无线通信网络，具体涉及无线通信网络中的多播通信方法、多播发送设备、多播接收设备。

背景技术

在无线通信网络中，多播（广播）技术扮演着非常重要的角色。利用这一技术，源节点能够一次将数据同时发送到多个目标节点。然而，随着无线通信服务的快速发展，无线频谱资源变得越来越紧缺，因此，频谱复用技术应运而生，但是由此导致了无线信道之间的相互干扰，如图1所示。正是由于这种信道干扰，无线通信网络中的多播数据丢失现象越来越严重。

为了确保可靠的数据传输，当前的多播技术中采用了确认（ACK）机制。根据该多播技术，在源节点发送了一个数据帧之后，目标节点将发送确认（ACK）帧表示其接收到了该数据帧。如果源节点在预定的时间内未收到ACK帧，则表示目标节点未收到该数据帧，源节点将重传该数据帧。图2示出了应用该多播技术进行多播通信的示意性过程。如图2所示，源节点A将数据帧1多播发送至目标节点B，C和D。假设目标节点B和C均接收到了该数据帧1，而目标节点D由于数据丢失并未收到该数据帧1。此时，节点B和C将向节点A发送ACK帧，表示其成功接收，而节点D则不会发送ACK帧。由于节点A在预定的时间内仅接收到了节点B和C发送的ACK帧，而没有收到节点D发送的ACK帧，节点A能够确定节点D没有收到数据帧1。因此，节点A多播重发该数据帧1。假设这次节点D收到了该数据帧1，则节点D将向节点A发送ACK帧。至此，源节点A收到了来自所有目标节点B、C、D的ACK帧，其将继续以同样的方式进行数据帧2的多播发送。虽然该多播技术能够确保可靠的数据传输，但是在该技术中，每接收到一个数据帧就要发送一次ACK帧，而且只要有一个目标节点没有接收到数据帧就要重发整个数据帧，从而导致了大量的ACK帧传输和数据帧重发，造成了较高的网络延迟和低网络吞吐量。

美国专利US8254366B2提出了一种新的采用ACK机制的多播技术。下面将参考图3对该技术进行简单的介绍。如图3所示，首先源节点A发送数据帧1，尽管假设如图所示目标节点D并未收到该数据帧1，节点A并不进行数据重传，而是继续传输数据帧2和3，其中假设节点B没有接收到数据帧2，节点B，C和D均成功接收到了数据帧3。随后，节点A发送请求帧REQ，请求各个目标节点发送ACK帧来汇报其各自的数据接收情况。节点A接收到来自所有目标节点B，C和B的ACK帧后，根据各目标节点的接收情况进行多播数据重传。从图中可以看出，节点A多播重传了数据帧1和数据帧2。根据该多播技术，源节点连续发送了多个数据帧之后，目标节点才发送一个ACK帧，从而减少了ACK帧传输。然而，在该技术中，对于连续发送的多个数据帧中每一个未能成功传送到全部目标节点B,C和D的数据帧，节点A均多播重发一次该数据帧，因此数据帧重发仍占用了较多的无线资源，导致较高的网络延迟和低网络吞吐量。另外，在该技术中，为了汇报数据接收情况，各目标节点在ACK帧中标明其从多播传送的起始数据帧起连续收到的数据帧序列的结束数据帧的编号。按照这一方式，由于节点B未收到数据帧2，因此其发送的ACK帧中标明的结束数据帧的编号为“1”，而源节点A根据这一信息无法确定节点B是否接收到了数据帧3，由此可能导致随后不必要的重发了数据帧3。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种无线通信网络中的多播通信方法，应用于源节点，包括：连续多播发送预定数量的原始数据帧；根据无线通信网络中各目标节点针对该预定数量的原始数据帧的确认帧，确定各目标节点各自丢失的原始数据帧的数量；以及响应于任一目标节点丢失了至少一个原始数据帧，进行以下处理：以预先确定的用于该无线通信网络的密钥矩阵为系数，对所述预定数量的原始数据帧进行线性组合，生成恢复数据；基于所确定的各目标节点各自丢失的原始数据帧的数量，多播发送恢复数据帧，该恢复数据帧包括使得各目标节点能够计算出其丢失的原始数据帧所需的至少部分恢复数据。

根据本发明的另一个方面，提供了一种无线通信网络中的多播通信方法，应用于目标节点，包括：针对无线通信网络中的源节点连续多播发送的预定数量的原始数据帧，发送一确认帧；接收从所述源节点多播发送的恢复数据帧，所述恢复数据帧包括使得各目标节点能够计算出其丢失的原始数据帧所需的至少部分恢复数据，所述恢复数据是以预先确定的用于该无线通信网络的密钥矩阵为系数，对所述预定数量的原始数据帧进行线性组合而生成的；在未接收到全部所述预定数据量的原始数据帧的情况下，基于已接收到的原始数据帧、所述密钥矩阵以及所述恢复数据帧，计算得到未接收到的原始数据帧。