一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)包重傳方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)包重傳方法。在重傳中，以pnc的概率使用網(wǎng)絡(luò)編碼發(fā)送一個(gè)編碼包，這個(gè)編碼包是N個(gè)丟失的數(shù)據(jù)包的編碼融合，N個(gè)丟失的數(shù)據(jù)包包括發(fā)送方需要執(zhí)行重傳的丟失的一個(gè)數(shù)據(jù)包和其他發(fā)送方丟失的N-1個(gè)數(shù)據(jù)包，考慮到兼容性，PNCRM根據(jù)現(xiàn)有的IEEE802.11MAC協(xié)議設(shè)計(jì)，PNCRM的傳輸過(guò)程與IEEE802.11相似，也使用RTS-CTS-數(shù)據(jù)包-ACK或者NAK握手協(xié)議，傳輸成功時(shí)，發(fā)送一個(gè)ACK幀，傳輸失敗時(shí)，發(fā)送一個(gè)NAK幀，執(zhí)行重傳。與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)相比，PNCRM可以應(yīng)用在沒有中繼節(jié)點(diǎn)的MSMR單跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，選擇合適的重傳概率pnc和編碼度N能夠有效的提高系統(tǒng)性能。
【專利說(shuō)明】—種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)包重傳方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)包重傳方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，由于傳輸信道受到噪聲，多徑衰落等影響，無(wú)線通信與傳統(tǒng)的有線通信相比有較為嚴(yán)重的丟包率。為了提高傳輸?shù)目煽啃裕枰捎貌铄e(cuò)控制技術(shù)，ARQ(Automatic Retransmission-reQuest,自動(dòng)重傳請(qǐng)求)技術(shù)和 FEC(Forward ErrorCorrection，前向糾錯(cuò))技術(shù)是兩類常用的差錯(cuò)控制技術(shù)。自動(dòng)重傳請(qǐng)求通過(guò)接收方請(qǐng)求發(fā)送方重傳錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包，或者是丟失的數(shù)據(jù)包來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可靠傳輸，基于自動(dòng)重傳請(qǐng)求的方法，發(fā)送方需要重新廣播發(fā)送每一個(gè)丟失的數(shù)據(jù)包給所有的接收者，雖然有些接收者已經(jīng)正確的接收到該數(shù)據(jù)包。自動(dòng)重傳請(qǐng)求假設(shè)反饋信道是存在的，那么發(fā)送方可以容易的獲得接收者的接收信息，通過(guò)反饋信息，發(fā)送方可以清楚的知道數(shù)據(jù)包的接收情況。前向糾錯(cuò)(FEC)是另一種實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可靠傳輸?shù)姆椒?，發(fā)送方生成一些冗余信息，然后將原始信息和冗余信息一起發(fā)送出去，如果接收者接收到的信息發(fā)生錯(cuò)誤的位較少的話，接收者可以通過(guò)冗余信息恢復(fù)原始信息，但是，當(dāng)數(shù)據(jù)包在發(fā)送過(guò)程中丟失的話，前向糾錯(cuò)并不適用，這時(shí)接收方需要發(fā)送反饋信息期待發(fā)送方重傳丟失的數(shù)據(jù)包。
[0003]自動(dòng)重傳請(qǐng)求和前向糾錯(cuò)是網(wǎng)絡(luò)可靠服務(wù)中常用的兩種技術(shù)。然而，由于自動(dòng)重傳請(qǐng)求需要重傳每一個(gè)丟失的或者接收錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包，因此，嚴(yán)重的浪費(fèi)了網(wǎng)絡(luò)帶寬。這對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的有限資源來(lái)說(shuō)是一種巨大的浪費(fèi)。前向糾錯(cuò)則需要添加冗余信息，這在很大程度上增加了編解碼的延遲。同時(shí)，由于需要添加冗余信息，原始信息位增多，一定程度上浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬。此外，由于網(wǎng)絡(luò)信道有一定的丟失概率，而前向糾錯(cuò)無(wú)法處理丟失的情況。
[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，出現(xiàn)了一種將網(wǎng)絡(luò)編碼(Network Coding,簡(jiǎn)稱為NC)與ARQ相結(jié)合的重傳技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)編碼通過(guò)允許中間節(jié)點(diǎn)對(duì)輸入信息進(jìn)行編碼后再發(fā)送出去，增加單次傳輸?shù)男畔⒘?，可達(dá)到平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量和可靠性等目的。在使用網(wǎng)絡(luò)編碼和ARQ的數(shù)據(jù)包重傳技術(shù)中，源節(jié)點(diǎn)可以把多個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)丟失的數(shù)據(jù)包通過(guò)編碼在一次廣播中發(fā)送給所有目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。目標(biāo)節(jié)點(diǎn)通過(guò)之前接收到的其他目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包和該編碼數(shù)據(jù)包來(lái)解碼得到所需要的數(shù)據(jù)包。
[0005]網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于數(shù)據(jù)包的丟失重傳是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)。相比傳統(tǒng)重傳技術(shù)，使用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)可以增加單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?，從而減少重傳數(shù)據(jù)包的數(shù)量和提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率。
[0006]現(xiàn)有的研究中利用網(wǎng)絡(luò)編碼提升網(wǎng)絡(luò)性能都是基于一種假設(shè)，即當(dāng)發(fā)送方發(fā)送一個(gè)度為N的編碼數(shù)據(jù)包時(shí)，接收方能夠獲得用于解碼的N-1個(gè)副本包，從而利用編碼數(shù)據(jù)包來(lái)解碼恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)包，N表示的是一個(gè)編碼數(shù)據(jù)包中融合的數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)。圖1表示的是一個(gè)典型的X型場(chǎng)景。[0007]傳統(tǒng)的傳輸模式下，信源節(jié)點(diǎn)I需要經(jīng)過(guò)兩跳發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包P1到目的節(jié)點(diǎn)5，信源節(jié)點(diǎn)2需要經(jīng)過(guò)兩跳發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包P2到目的節(jié)點(diǎn)4，節(jié)點(diǎn)3是一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)，傳輸兩個(gè)數(shù)據(jù)包P1和P2到目的節(jié)點(diǎn)4和目的節(jié)點(diǎn)5總共需要四個(gè)時(shí)隙。而利用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，節(jié)點(diǎn)3可以融合兩個(gè)數(shù)據(jù)包P1和P2成為一個(gè)編碼數(shù)據(jù)包P1 ? P2，并且在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)通過(guò)廣播把這個(gè)編碼數(shù)據(jù)包發(fā)送到節(jié)點(diǎn)4和節(jié)點(diǎn)5。節(jié)點(diǎn)4由于在節(jié)點(diǎn)I的一跳范圍內(nèi)，所以能夠偵聽到節(jié)點(diǎn)I發(fā)送的數(shù)據(jù)包P1，當(dāng)收到編碼數(shù)據(jù)包時(shí)，節(jié)點(diǎn)4能夠正確的解碼得到P2。節(jié)點(diǎn)5由于在節(jié)點(diǎn)2的一跳范圍內(nèi)，所以能夠偵聽到節(jié)點(diǎn)2發(fā)送的數(shù)據(jù)包P2,當(dāng)收到編碼數(shù)據(jù)包P1 ? P2時(shí)，節(jié)點(diǎn)4能夠正確的解碼得到Pi。傳輸兩個(gè)數(shù)據(jù)包P1和P2到目的節(jié)點(diǎn)4和目的節(jié)點(diǎn)5總共需要3個(gè)時(shí)隙，利用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，可以節(jié)省一個(gè)時(shí)隙。
[0008]在多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，接收方可以獲得足夠的副本包，進(jìn)而利用編碼包來(lái)解碼。然而在單跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，X型場(chǎng)景是不存在的，因?yàn)樗械陌l(fā)送方都可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)包到接收方，中繼節(jié)點(diǎn)不存在，所以接收方能獲得解碼的副本包這個(gè)假設(shè)是不成立的，因此前人提出的應(yīng)用在多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)制不能直接在單跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。在單跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，發(fā)送方和接收方能夠直接傳輸數(shù)據(jù)包，網(wǎng)絡(luò)編碼不適合用在傳輸中，但是可以應(yīng)用在重傳中。
[0009]現(xiàn)有研究中，網(wǎng)絡(luò)編碼在單跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)重傳中的應(yīng)用，都是基于一個(gè)發(fā)送方多個(gè)接收方(single sender multiple receiver,簡(jiǎn)稱SSMR)的情景。這種特殊的情景只適用于某些場(chǎng)合，比如，基站到用戶的下行鏈路，然而在多個(gè)發(fā)送方多個(gè)接收方(multiple sendermultiple receiver，簡(jiǎn)稱MSMR)的單跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)編碼在重傳中的應(yīng)用卻沒有得到研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種減少重傳數(shù)據(jù)包的數(shù)量和提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)包重傳方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:1、一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)包重傳方法，其包括以下步驟:
[0011]101、當(dāng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)包給接收方，且接收方未能成功收到該數(shù)據(jù)包時(shí)，發(fā)送方發(fā)送重傳數(shù)據(jù)包給接收方，當(dāng)該重傳數(shù)據(jù)包的標(biāo)志位FB=I時(shí)，則重傳數(shù)據(jù)包以重傳概率Pn。發(fā)送網(wǎng)絡(luò)編碼包，跳轉(zhuǎn)至步驟102，以直傳概率P’ =1-Pnc發(fā)送該未發(fā)送成功的數(shù)據(jù)包，發(fā)送直傳請(qǐng)求命令RTS，跳轉(zhuǎn)至步驟104，；當(dāng)該重傳數(shù)據(jù)包的標(biāo)志位FB=O時(shí)，也發(fā)送直傳請(qǐng)求命令RTS，也跳轉(zhuǎn)至步驟104;其中pn。e [01],當(dāng)Pnc=O時(shí)表示重傳數(shù)據(jù)包采用丟失的數(shù)據(jù)包i，當(dāng)Pnc=I時(shí)該重傳數(shù)據(jù)包采用網(wǎng)絡(luò)編碼包，當(dāng)0〈pnc;〈l時(shí)，重傳數(shù)據(jù)包同時(shí)包括有丟失的數(shù)據(jù)包i和網(wǎng)絡(luò)編碼包，P’表示直接發(fā)送該未發(fā)送成功的數(shù)據(jù)包的概率；
[0012]102、當(dāng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信道空閑時(shí)，發(fā)送方廣播發(fā)送一個(gè)網(wǎng)絡(luò)編碼發(fā)送請(qǐng)求NC-RTS給接收方，并等待接收方返回答應(yīng)請(qǐng)求CTS ;當(dāng)發(fā)送方接收到接收方返回的答應(yīng)請(qǐng)求CTS時(shí)，貝1J發(fā)送編碼數(shù)據(jù)包NC-Packet ;當(dāng)發(fā)送方未接收到答應(yīng)請(qǐng)求CTS時(shí),則返回步驟101 ；
[0013]103、接收方對(duì)步驟102中接收到編碼數(shù)據(jù)包NC-Packet進(jìn)行解碼，解碼后的數(shù)據(jù)包若為其丟失的數(shù)據(jù)包i時(shí)，則回復(fù)確認(rèn)命令A(yù)CK給發(fā)送方；發(fā)送方收到是丟失的數(shù)據(jù)包i的確認(rèn)命令A(yù)CK時(shí)，則將該丟失的數(shù)據(jù)包i從發(fā)送方的網(wǎng)絡(luò)編碼表中刪除，從而完成數(shù)據(jù)包重傳；當(dāng)沒有收到丟失的數(shù)據(jù)包i的確認(rèn)命令A(yù)CK時(shí)，則再進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼包重傳，數(shù)據(jù)包重傳的次數(shù)為m加1，當(dāng)m大于或等于最大允許重傳次數(shù)M時(shí)，則從發(fā)送方的網(wǎng)絡(luò)編碼表NC-Table中刪除關(guān)于數(shù)據(jù)包i的記錄，結(jié)束數(shù)據(jù)包重傳；
[0014]104、當(dāng)發(fā)送方發(fā)送直傳請(qǐng)求命令RTS給接收方時(shí)，等待接收方的反應(yīng)，發(fā)送方收到CTS時(shí)，直接發(fā)送丟失的數(shù)據(jù)包i給該接收方，當(dāng)接收方回復(fù)確認(rèn)命令A(yù)CK時(shí)，結(jié)束發(fā)送；當(dāng)接收方?jīng)]有回復(fù)確認(rèn)命令A(yù)CK時(shí)，則判斷該丟失的數(shù)據(jù)包i標(biāo)志位是否為0，若是則將其標(biāo)志位設(shè)置為1，返回步驟101 ;若判斷該丟失的數(shù)據(jù)包i標(biāo)志位為I則數(shù)據(jù)包丟失，結(jié)束數(shù)據(jù)包重傳。
[0015]進(jìn)一步的，步驟102或步驟103中的編碼數(shù)據(jù)包NC-Packet是N個(gè)丟包節(jié)點(diǎn)的N個(gè)丟失的數(shù)據(jù)包的編碼融合。
[0016]進(jìn)一步的，步驟102中所述網(wǎng)絡(luò)編碼發(fā)送請(qǐng)求NC-RTS是根據(jù)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中定義的RTS格式修改得到的，NC-RTS包括接收方的地址IDs，該地址IDs用來(lái)通知接收方在即將重傳的編碼包中含有接收方丟失的數(shù)據(jù)包。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下:
[0018]本發(fā)明方法中提出了應(yīng)用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的編碼包概率重傳機(jī)制，與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)相比，PNCRM可以應(yīng)用在沒有中繼節(jié)點(diǎn)的MSMR單跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，選擇合適的重傳概率Pn。和編碼度N能夠有效的提高系統(tǒng)性能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是X型場(chǎng)景中的網(wǎng)絡(luò)編碼；
[0020]圖2是網(wǎng)絡(luò)編碼在重傳中的應(yīng)用舉例；
[0021]圖3是PNCRM中編碼包重傳時(shí)的幀交換過(guò)程；
[0022]圖4 是 NC-RTS ；
[0023]圖5是PNCRM發(fā)送節(jié)點(diǎn)的處理流程；
[0024]圖6是PNCRM中鄰居節(jié)點(diǎn)的處理流程；
[0025]圖7是PNCRM中目的節(jié)點(diǎn)的處理流程。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖給出一個(gè)非限定性的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
[0027]本發(fā)明中，我們考慮的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是一跳的情景，其中包含η個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)既可以是發(fā)送方也可以是接收方，所有數(shù)據(jù)包都能夠直接傳輸，沒有中繼節(jié)點(diǎn)。假設(shè)每個(gè)發(fā)送方公平競(jìng)爭(zhēng)傳輸信道，用Pe表示傳輸失敗概率，當(dāng)接收方?jīng)]有收到數(shù)據(jù)包或者沒有通過(guò)解碼得到丟失的數(shù)據(jù)包時(shí)，發(fā)送方執(zhí)行重傳。如果不使用網(wǎng)絡(luò)編碼，傳統(tǒng)的重傳機(jī)制是讓發(fā)送方分別發(fā)送丟失的數(shù)據(jù)包，而網(wǎng)絡(luò)編碼重傳機(jī)制可以在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)廣播發(fā)送由多個(gè)丟失的數(shù)據(jù)包編碼形成的編碼數(shù)據(jù)包。我們用圖2中的例子來(lái)說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于重傳機(jī)制時(shí)，網(wǎng)絡(luò)性能的提升。
[0028]在圖2中，所有的節(jié)點(diǎn)都能夠經(jīng)過(guò)一跳直接傳輸?shù)狡渌?jié)點(diǎn)。根據(jù)圖示，我們可以看到節(jié)點(diǎn)3沒有收到數(shù)據(jù)包P1，節(jié)點(diǎn)4沒有收到P2，傳統(tǒng)的重傳機(jī)制下，節(jié)點(diǎn)I應(yīng)該在某個(gè)時(shí)隙重傳P1，節(jié)點(diǎn)2應(yīng)該在另外的某個(gè)時(shí)隙重傳P2，也就是說(shuō)，N個(gè)丟失的數(shù)據(jù)包應(yīng)該在N個(gè)時(shí)隙內(nèi)重傳。然而，網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)(例如節(jié)點(diǎn)2)可能通過(guò)偵聽正確接收P1,由于無(wú)線信道的廣播特性，P2可能被其他節(jié)點(diǎn)(例如節(jié)點(diǎn)I)正確接收，在這種情況下，節(jié)點(diǎn)2可以在同一個(gè)時(shí)隙重傳編碼包P1 ? P2到兩個(gè)接收方。接收方可以通過(guò)解碼編碼包P1 ? P2得到丟失的數(shù)據(jù)包。因此，使用了網(wǎng)絡(luò)編碼的重傳機(jī)制，可以在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)重傳多個(gè)丟失的數(shù)據(jù)包，這樣就提高了重傳效率。
[0029]很明顯，在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，利用網(wǎng)絡(luò)編碼包重傳丟失的數(shù)據(jù)包，編碼度越高，重傳的效率就越高。然而，接收方如果要通過(guò)接收一個(gè)編碼度為N的編碼包來(lái)解碼得到丟失的數(shù)據(jù)包，必須在此之前獲得用于解碼的N-1個(gè)數(shù)據(jù)包，否則，接收方就不能通過(guò)編碼數(shù)據(jù)包來(lái)解碼得到它的數(shù)據(jù)包。因此，如果網(wǎng)絡(luò)編碼使用較高的重傳概率(用Pn。表示)或者較大的N,網(wǎng)絡(luò)編碼帶來(lái)的增益會(huì)提高，但是解碼失敗的概率(用Ptl表示)也會(huì)增加。相反，Po會(huì)減小，但是不能充分利用網(wǎng)絡(luò)編碼帶來(lái)的增益。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在現(xiàn)有的IEEE802.1lMAC協(xié)議的基礎(chǔ)上，我們首先提出了編碼包概率重傳機(jī)制，通過(guò)分析系統(tǒng)性能，檢驗(yàn)編碼包重傳概率Pn。和編碼度N對(duì)其影響。
[0030]PNCRM中編碼包重傳時(shí)的幀交換過(guò)程如圖3所示。發(fā)送方首先發(fā)送一個(gè)NC-RTS到N個(gè)接收方，只有與發(fā)送方對(duì)應(yīng)的那個(gè)接收方在收到NC-RTS后，等待SIFS時(shí)間后，回復(fù)一個(gè)CTS，NC-RTS的格式如圖4所示。發(fā)送方在收到CTS后，等待一個(gè)SIFS時(shí)間后，發(fā)送編碼數(shù)據(jù)包到各個(gè)接收方，各接收方按照NC-RTS中的順序，依次回復(fù)一個(gè)ACK或者NAK。
[0031]圖5，圖6，圖7，分別表示PNCRM中發(fā)送節(jié)點(diǎn)，鄰居節(jié)點(diǎn)，目的節(jié)點(diǎn)的處理流程。用FB表示標(biāo)志比特，用來(lái)指示即將發(fā)送的數(shù)據(jù)包是否是重傳的數(shù)據(jù)包。m表示數(shù)據(jù)包在編碼數(shù)據(jù)包中的重傳次數(shù)，M是數(shù)據(jù)包在編碼數(shù)據(jù)包中的最大重傳次數(shù)。當(dāng)m的值達(dá)到M時(shí)，數(shù)據(jù)包應(yīng)該從NC-Table中移除，此時(shí)，該數(shù)據(jù)包丟失。
[0032]圖5中，發(fā)送方有數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)，首先判斷是不是重傳，若是重傳，則把標(biāo)志位FB設(shè)置為1，若不是重傳則把標(biāo)志位FB設(shè)置為O。重傳時(shí)，發(fā)送方以pn。的概率使用網(wǎng)絡(luò)編碼發(fā)送編碼包，相應(yīng)的以(1-Pnc)的概率重傳丟失的數(shù)據(jù)包。重傳編碼包時(shí)，先發(fā)送一個(gè)NC-RTS，當(dāng)收到目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的CTS時(shí)，發(fā)送編碼包到N個(gè)接收方，網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的ACK或者NAK更新自己的NC-Table，當(dāng)收到數(shù)據(jù)包i的確認(rèn)ACK_i時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)從自己的NC-Table中刪除數(shù)據(jù)包i的記錄，否則判斷重傳次數(shù)m是否達(dá)到最大重傳次數(shù)M，若達(dá)到最大重傳次數(shù)M，則節(jié)點(diǎn)從NC-Table中刪除關(guān)于數(shù)據(jù)包i的記錄，若沒有達(dá)到最大重傳次數(shù)M，則重傳次數(shù)m的值加I。當(dāng)發(fā)送方直傳數(shù)據(jù)包或者在重傳中以(l-pn。)的概率發(fā)送直傳失敗的數(shù)據(jù)包時(shí)，首先發(fā)送一個(gè)RTS到相應(yīng)的接收方，若收到CTS，則發(fā)送數(shù)據(jù)包，當(dāng)收到對(duì)數(shù)據(jù)包的確認(rèn)ACK時(shí)，傳輸結(jié)束；否則判斷標(biāo)志位FB，若FB等于0，說(shuō)明是直傳數(shù)據(jù)包，把標(biāo)志位FB的值設(shè)置為1，若FB不等于0，說(shuō)明是重傳數(shù)據(jù)包，此時(shí)數(shù)據(jù)包丟失。
[0033]圖6中，當(dāng)鄰居節(jié)點(diǎn)收到發(fā)送方發(fā)送的RTS時(shí)，首先檢查標(biāo)志位FB的值，若FB為1，則說(shuō)明是重傳的數(shù)據(jù)包，此時(shí)把數(shù)據(jù)包的重傳次數(shù)m的值設(shè)為0，若FB不為1，說(shuō)明是發(fā)送方直傳的數(shù)據(jù)包，鄰居節(jié)點(diǎn)不做處理。當(dāng)鄰居節(jié)點(diǎn)收到發(fā)送方發(fā)送的NC-RTS時(shí)，說(shuō)明發(fā)送方在重傳中使用網(wǎng)絡(luò)編碼發(fā)送了編碼包，鄰居節(jié)點(diǎn)根據(jù)根據(jù)ACK-1判斷數(shù)據(jù)包i是否收至IJ，若收到，則從自己的NC-Table中刪除關(guān)于該數(shù)據(jù)包的記錄，否者把數(shù)據(jù)包i的重傳次數(shù)m加1，并判斷m的值是否大于最大允許重傳次數(shù)M，若達(dá)到最大重傳次數(shù)，則從自己的NC-Table中刪除關(guān)于數(shù)據(jù)包i的記錄。
[0034]圖7表示的是接收方的處理流程，當(dāng)接收方收到RTS時(shí)，發(fā)送CTS，若收到了數(shù)據(jù)包，則發(fā)送對(duì)數(shù)據(jù)包的確認(rèn)ACK，否者，發(fā)送NAK。當(dāng)接收方收到NC-RTS時(shí)，發(fā)送CTS，若收到了編碼包，則發(fā)送對(duì)編碼包的確認(rèn)ACK，否者，發(fā)送NAK。如果接收方通過(guò)解碼編碼包得到了自己的數(shù)據(jù)包，則從NC-Table中刪除關(guān)于數(shù)據(jù)包i的記錄；如果接收方不能解碼編碼包，則數(shù)據(jù)包重傳次數(shù)m加1，然后判斷重傳次數(shù)m的值是否大于最大允許重傳次數(shù)M，若m的值大于M，則從NC-Table中刪除關(guān)于數(shù)據(jù)包i的記錄。
[0035]我們通過(guò)飽和吞吐量和傳輸開銷來(lái)評(píng)估本發(fā)明在MSMR單跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的性能，飽和吞吐量ST的定義為:
[0036]
【權(quán)利要求】
1.一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)包重傳方法，其特征在于包括以下步驟: 101、當(dāng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)包給接收方，且接收方未能成功收到該數(shù)據(jù)包時(shí)，發(fā)送方發(fā)送重傳數(shù)據(jù)包給接收方，當(dāng)該重傳數(shù)據(jù)包的標(biāo)志位FB=I時(shí)，則重傳數(shù)據(jù)包以重傳概率Pn。發(fā)送網(wǎng)絡(luò)編碼包，跳轉(zhuǎn)至步驟102，以直傳概率P’ =1-Pnc發(fā)送該未發(fā)送成功的數(shù)據(jù)包，發(fā)送直傳請(qǐng)求命令RTS，跳轉(zhuǎn)至步驟104，；當(dāng)該重傳數(shù)據(jù)包的標(biāo)志位FB=O時(shí)，也發(fā)送直傳請(qǐng)求命令RTS，也跳轉(zhuǎn)至步驟104;其中pn。e [01],當(dāng)Pnc=O時(shí)表示重傳數(shù)據(jù)包采用丟失的數(shù)據(jù)包i，當(dāng)Pnc=I時(shí)該重傳數(shù)據(jù)包采用網(wǎng)絡(luò)編碼包，當(dāng)0〈pnc;〈l時(shí)，重傳數(shù)據(jù)包同時(shí)包括有丟失的數(shù)據(jù)包i和網(wǎng)絡(luò)編碼包，P’表示直接發(fā)送該未發(fā)送成功的數(shù)據(jù)包的概率； 102、當(dāng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信道空閑時(shí)，發(fā)送方廣播發(fā)送一個(gè)網(wǎng)絡(luò)編碼發(fā)送請(qǐng)求NC-RTS給接收方，并等待接收方返回答應(yīng)請(qǐng)求CTS ;當(dāng)發(fā)送方接收到接收方返回的答應(yīng)請(qǐng)求CTS時(shí)，則發(fā)送編碼數(shù)據(jù)包NC-Packet ;當(dāng)發(fā)送方未接收到答應(yīng)請(qǐng)求CTS時(shí)，則返回步驟101 ； 103、接收方對(duì)步驟102中接收到編碼數(shù)據(jù)包NC-Packet進(jìn)行解碼，解碼后的數(shù)據(jù)包若為其丟失的數(shù)據(jù)包i時(shí)，則回復(fù)確認(rèn)命令A(yù)CK給發(fā)送方；發(fā)送方收到是丟失的數(shù)據(jù)包i的確認(rèn)命令A(yù)CK時(shí)，則將該丟失的數(shù)據(jù)包i從發(fā)送方的網(wǎng)絡(luò)編碼表中刪除，從而完成數(shù)據(jù)包重傳；當(dāng)沒有收到丟失的數(shù)據(jù)包i的確認(rèn)命令A(yù)CK時(shí)，則再進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼包重傳，數(shù)據(jù)包重傳的次數(shù)為m加1，當(dāng)m大于或等于最大允許重傳次數(shù)M時(shí)，則從發(fā)送方的網(wǎng)絡(luò)編碼表NC-Table中刪除關(guān)于數(shù)據(jù)包i的記錄，結(jié)束數(shù)據(jù)包重傳； 104、當(dāng)發(fā)送方發(fā)送直傳請(qǐng)求命令RTS給接收方時(shí)，等待接收方的反應(yīng)，發(fā)送方收到CTS時(shí)，直接發(fā)送丟失的數(shù)據(jù)包i給該接收方，當(dāng)接收方回復(fù)確認(rèn)命令A(yù)CK時(shí)，結(jié)束發(fā)送；當(dāng)接收方?jīng)]有回復(fù)確認(rèn)命令A(yù)CK時(shí)，則判斷該丟失的數(shù)據(jù)包i標(biāo)志位是否為0，若是則將其標(biāo)志位設(shè)置為1，返回步驟101 ;若判斷該丟失的數(shù)據(jù)包i標(biāo)志位為I則數(shù)據(jù)包丟失，結(jié)束數(shù)據(jù)包重傳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)包重傳方法，其特征在于:步驟102或步驟103中的編碼數(shù)據(jù)包NC-Packet是N個(gè)丟包節(jié)點(diǎn)的N個(gè)丟失的數(shù)據(jù)包的編碼融合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)包重傳方法，其特征在于:步驟102中所述網(wǎng)絡(luò)編碼發(fā)送請(qǐng)求NC-RTS是根據(jù)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中定義的RTS格式修改得到的，NC-RTS包括接收方的地址IDs，該地址IDs用來(lái)通知接收方在即將重傳的編碼包中含有接收方丟失的數(shù)據(jù)包i。
【文檔編號(hào)】H04L1/18GK103546245SQ201310542325
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】劉期烈, 吳陽(yáng)陽(yáng), 李云, 曹儐, 封彬, 劉劍鋒, 魏武, 李國(guó)軍 申請(qǐng)人:重慶郵電大學(xué)