[发明专利]一种高丢包率下基于D2D簇的多播重传方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及到一种高丢包率下基于D2D簇的多播重传方法及装置。

背景技术

移动通信网络正向着更高的数据传输率、更大的资源利用率和更高的网络容量发展，这对未来的无线频谱资源提出了更高的要求。然而，可用的无线频谱资源十分有限，因此，如何在有限的频谱资源中实现高速率通信成为了业界研究的重点。D2D(device to device,设备到设备)通信技术可以通过复用蜂窝网络的资源，用来提高资源利用率和网络容量。在无线多播系统中，为保证数据传输的可靠性，采用了FEC(Forward Error Correction，前向纠错技术)及ARQ(Automatic Repeat-reQuest，自动重传请求)差错控制技术。这两种技术合起来称为HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request,混合自动重传请求)技术。在多媒体广播多播情况下，多个D2D终端可以根据相互之间的距离及链路状态组成D2D簇(Cluster)，并选择与基站链路情况最好的终端作为CH(Cluster Head,簇头)，通过在CH的控制管理下实现簇内协作传输和重传。

网络编码(NC,Network Coding)是网络通信领域的一项新技术，网络编码理论一经提出，就引起了学术界的广泛重视。网络编码融合了编码和路由的信息交换技术，与传统的中间节点只负责存储转发的功能不同，网络编码通过在中间节点对多个数据包进行编码，增加单次传输的信息量，从而提高网络整体性能。为了改善多播系统的性能，出现了一种结合网络编码的NC/HARQ，即：NC-HARQ。通过NC-HARQ可以大幅减少重传次数，从而提高频谱利用率，提高系统性能。

传统的多播重传方法，为保证多播终端正确解调数据包,eNB(evolved Node B，演进形基站)会选择最低数据传输速率发送数据，其中，最低数据传输速率决定于发送者与接收者之间的最差信道状态。这样，将导致多播吞吐量大幅降低。而同时，当链路状况差时，将有可能导致“反馈风暴”。因此随着技术的发展，许多富有创新性的多播重传技术先后被提出。

中国专利CN103428642A提出了一种D2D簇内数据共享的方法，其通过分布式多播的方法交换共享数据。但专利中并未提出与网络编码结合的重传方式。

中国专利CN103916223A提出了一种基于遗传算法的D2D协作重传方法，其根据优化的目标函数并通过遗传算法在D2D簇中选择多播重传发送端，这种方法虽然提高了频谱效率，但大大增加了处理复杂度及时延。

发明内容

本发明的目的是提供了一种高丢包率下基于D2D簇的多播重传方法及装置，并根据当前技术中存在的问题提出了一种新颖的NC-HARQ方式。

所述一种高丢包率下基于D2D簇的多播重传方法，包括以下步骤：

1)多播业务开始前，将有多播业务需求的终端建成D2D簇，簇建立完成后，eNB向D2D簇多播数据包；

2)簇头及簇成员接收多播数据包后，簇头将簇成员的反馈组成反馈表，建立并初始化滑动窗口；

3)在滑动窗口内，簇头检测反馈表，并根据反馈表执行相应动作；

4)在滑动窗口内，簇头通过簇内协作重传收集自身未正确译码的数据包；

5)簇头收集好自身丢失的数据包后，对重传数据包进行网络编码，并将网络编码包多播至簇成员中，更新反馈表及滑动窗后，重新执行步骤3)～5)。

在步骤2)中，所述簇成员接收多播数据包后向簇头反馈接收状态，簇头接收簇成员的反馈并组成反馈表，所述反馈表用一个M×N的矩阵V表示，矩阵中的每个元素V(i,j)为0或1，其中，V(i,j)＝0表示用户i成功接收到数据包j，V(i,j)＝1表示用户i丢失数据包j，即数据包j为错误包；所述滑动窗口为簇头维持的一组连续的允许进行重传操作的数据包的序号，在滑动窗口内的数据包才可以进行操作并在数据包处理后将滑动窗口向前滑动。

在步骤3)中，所述簇头检测反馈表，若有数据包所在的列全为0，即表示此数据包在整个簇成员及簇头中都没有正确译码，则簇头向eNB反馈NACK，请求重新多播此数据包，簇成员反馈接收状态后，簇头更新反馈表。

在步骤4)中，所述滑动窗口内，簇头根据反馈表查找到自身丢失的数据包所对应的正确接收此数据包的簇成员，并向其发送重传请求消息，簇成员在收到请求消息后将对应的数据包通过D2D链路发送给簇头，簇头在收集到滑动窗口内所有自身丢失的数据包后，再次更新反馈表。