专利名称：无线数据传输方法
技术领域：
本发明涉及无线通信网络技术领域，特别是涉及一种无线数据传输方法。
背景技术：
网络编码是一种新兴的编码传输技术，通过在网络节点对数据包进行组合、编码等一系列的处理，并在目的节点进行相应的解码运算，可以恢复出发送端的发送信息，从而可以有效节省无线通信的传输时隙，提高频谱效率，提升网络传输的吞吐量。机会网络编码技术是面向网络实际环境的实用化网络编码技术，通过在网络节点增加队列管理机制，节点可根据自身队列的容量或者数据排队延时等指标，选择是否使用网络编码，从而避免了传统网络编码技术中可能存在的较大的等待延时和传输队列不稳定等问题。由于无线通信易受信道衰落、噪声等影响，无线通信质量常常很不稳定，加之网络编码对传输差错相对比较敏感，如何提高网络编码在无线衰落环境下的传输质量已是无线网络编码走向实用化必须要解决的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是，针对上述缺陷，如何提出一种无线数据传输方法，以提高无线网络系统的网络吞吐量和平均延时性能。( 二 )技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供一种无线数据传输方法，该方法包括以下步骤S101，多个发送节点以广播形式依次向中继节点和各接收节点传输一个数据包；S102，判断中继节点是否接收到所有发送节点传输的数据包并且所有接收节点接收到除了来自相应发送节点之外的其它数据包，根据本步骤的判断结果传输数据。其中，所述步骤SlOl进一步包括S1011，判断当前发送节点的数据包是否被中继节点成功接收；若否，则转入步骤 S1012 ；若是，则转入步骤S1013 ；S1012，该发送节点在随后的时隙中重传当前数据包，直到中继节点成功接收该数据包或者重传的时隙个数大于预设的阈值时为止，然后转入步骤S1013 ；S1013，进行下一个发送节点的传输过程。其中，在每一次重传中，若空闲的节点接收到源发送节点重传的数据包，则所述空闲的节点与源发送节点利用分布时空编码协作共同向中继节点发送该数据包。其中，若中继节点接收到所有发送节点传输的数据包并且接收节点接收到除了来自相应发送节点之外的其它数据包，则所述步骤S102进一步包括中继节点将该轮传输中接收到的所有数据包进行网络编码，并利用自动重传技术传输网络编码后的数据包，直到相应的接收节点都接收到所述网络编码后的数据包，或者重传的次数大于预设的阈值时为止。其中，若中继节点没有接收到一个或多个发送节点传输的数据包，或者一个或多个接收节点没有接收到除了来自相应发送节点之外的其它数据包，则所述步骤S102进一步包括中继节点利用自动重传技术依次转发其接收到的每一个数据包，直到每一个数据包对应的接收节点成功接收到该数据包，或者重传的时隙个数大于预设的阈值时为止。(三)有益效果上述技术方案所提供的无线数据传输方法，通过判断中继节点是否接收到所有发送节点传输的数据包并且所有接收节点接收到除了来自相应发送节点之外的其它数据包， 从而决定是进行网络编码还是自动重传数据包，并且，针对发送节点向中继节点广播数据包的过程，在重传过程中利用空闲节点共同采用分步时空编码协作技术，可以有效的提高系统的网络吞吐量，降低平均包传输延时。
图1是本发明无线数据传输方法的流程图；图2是本发明一实施例的网络拓扑图；图3是本发明提供的传输方案与传统传输方案的网络吞吐量性能比较图；图4是本发明提供的传输方案与传统传输方案的平均包延时性能比较图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不是限制本发明的范围。多节点协作通信技术是一种对抗无线传输中信道衰落的有效技术。其基本思想是在多用户环境中，具有单根天线的用户可以与其他用户组成一个分布式的虚拟的多天线系统，通过分布时空处理或时空编码帮助其发送信息，从而在无线传输中获得空间分集增益以对抗信道衰落，提升传输效率和传输可靠性。本发明是针对多对发送、接收节点利用一个中继节点进行通信场景下的基于时空协作通信的机会网络编码传输方法。在多个发送节点依次向中继节点广播自己的信息的过程中，利用自动重传技术和多节点时空处理/时空编码的协作模式，以提升中继接收发送节点传输信息的质量，之后中继节点根据接收信息的情况实施机会网络编码并进行信息转发，即根据正确接收发送节点信息的情况，选择是否对信息采用网络编码，并将信息转发至接收节点。如图1所示，为发明实施例所述的无线数据传输方法的流程图，该方法包括以下步骤S101，在一次传输中，多个发送节点以广播形式依次向中继节点和各接收节点传输一个数据包；在步骤SlOl中，考虑k对发送接收节点对和一个中继节点的通信场景，则每一轮的传输包含k+1个传输阶段，每个阶段对应于每个发送节点，系统都会预先设置一个重传次数的阈值。在第i个(1 < i < k)阶段，第i个发送节点依次以广播形式向对应的接收节点发送需要传输的数据包。由于广播特性，中继节点也会接收该数据包。所述步骤SlOl进一步包括S1011，判断当前发送节点的数据包是否被中继节点成功接收；若否，则转入步骤S1012 ；若是，则转入步骤S1013 ；S1012,该发送节点在随后的时隙中重传当前数据包，直到中继节点成功接收该数据包或者重传的时隙个数大于预设的阈值时为止，然后转入步骤S1013;S1013，进行下一个发送节点的传输过程。S102，判断中继节点是否接收到所有发送节点传输的数据包并且所有接收节点接收到除了来自相应发送节点之外的其它数据包，根据本步骤的判断结果传输数据。考虑k对发送接收节点对和一个中继节点的通信场景，中继节点根据前k个阶段的情况，动态的选择自己的传输策略。若中继节点接收到所有发送节点传输的数据包并且接收节点接收到除了来自相应发送节点之外的其它数据包，则所述步骤S102进一步包括中继节点将该轮传输中接收到的所有数据包进行网络编码，并利用自动重传技术传输网络编码后的数据包，直到相应的接收节点都接收到所述网络编码后的数据包，或者重传的次数大于预设的阈值时为止；中继节点收到了来自k个发送节点的数据包，并且k个接收节点收到了来自对方相应的发送节点的数据包。在这种条件下，中继节点将收到的k个数据包进行网络编码，之后利用自动重传技术广播该数据包，直到相应的k个接收节点都收到该数据包。若中继节点没有接收到一个或多个发送节点传输的数据包，或者一个或多个接收节点没有接收到除了来自相应发送节点之外的其它数据包，则所述步骤S102进一步包括: 中继节点利用自动重传技术依次转发其接收到的每一个数据包，直到每一个数据包对应的接收节点成功接收到该数据包，或者重传的时隙个数大于预设的阈值时为止。针对上述技术方案，以两对发送、接收节点利用一个中继节点通信的场景为例，如图2所示的网络拓扑图，两对发送、接收节点分别为(SijD1)和(S2，D2)，中继节点为R。基于分布式时空处理的无线数据传输方法的传输过程分为若干轮进行。假设在某一轮传输中， S1想要发送给D1的数据包为a，S2想要发送给&的数据包为b。这一轮的传输过程可分为三个阶段进行。若三个阶段中，系统预先设置的重传时隙个数的上限值(即前文所述的阈值)分别为N1, N2和N3。三个阶段的传输过程具体如下阶段1 在阶段1的第一个时隙，SJf数据包a广播出去。如果R未成功接收到a， 则S1利用之后的时隙重传a，直到R正确收到a或者重传时隙个数大于K。在重传的某个时隙中，如果D2正确收到a，则在之后的重传时隙中，S1和D2利用现有技术中的分布时空编码协作，共同向R发送数据包a，直到R正确收到a或者整个重传时隙个数大于K。阶段2 在阶段2的第一个时隙，S2将数据包b广播出去。如果R未成功接收到b， 则&利用之后的时隙重传b，直到R正确收到b或者重传时隙个数大于N2。在重传的某个时隙中，如果D1正确收到b，则在之后的重传时隙中，&和D1利用分布的时空编码协作，共同向R发送数据包b，直到R正确收到b或者整个重传时隙个数大于N2。阶段3 如果在前两个阶段中R已正确接收收到数据包a和b，D1收到b，且D2收到 a,则进入策略1，否则进入策略2。策略1 在第一个时隙，R广播a和b经过网络编码之后生成的新数据包c。如果D1和D2当中至少有一个节点没有收到c，则R在之后的时隙中重传c，直到D1和D2全部都收到c或者重传时隙个数大于N3。策略2 如果R没有收到任何数据包，R不做任何行为。否则R将依次转发在前两个阶段中收到的数据包至相应的接收节点。不妨以数据包a为例，其转发过程如下。在第一个时隙，R广播数据包a。如果D1没有成功收到a，则R利用之后的时隙重传a，直到D1正确收到a或者重传时隙个数大于N3次。我们将实施例中的方案进行蒙特卡洛仿真，并与传统的四时隙传输方案和机会网络编码传输方案针对网络吞吐量性能和平均包延时性能进行了对比。由图3和图4结果可见，本发明所提基于分布时空处理的新型协作机会网络编码传输方案，可以有效的提高系统的网络吞吐量，降低平均包传输延时。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种无线数据传输方法，其特征在于，该方法包括以下步骤S101，多个发送节点以广播形式依次向中继节点和各接收节点传输一个数据包；S102，判断中继节点是否接收到所有发送节点传输的数据包并且所有接收节点接收到除了来自相应发送节点之外的其它数据包，根据本步骤的判断结果传输数据。
2.根据权利要求1所述的无线数据传输方法，其特征在于，所述步骤SlOl进一步包括S1011，判断当前发送节点的数据包是否被中继节点成功接收；若否，则转入步骤 S1012 ；若是，则转入步骤S1013 ；S1012，该发送节点在随后的时隙中重传当前数据包，直到中继节点成功接收该数据包或者重传的时隙个数大于预设的阈值时为止，然后转入步骤S1013 ；S1013，进行下一个发送节点的传输过程。
3.根据权利要求2所述的无线数据传输方法，其特征在于，在每一次重传中，若空闲的节点接收到源发送节点重传的数据包，则所述空闲的节点与源发送节点利用分布时空编码协作共同向中继节点发送该数据包。
4.根据权利要求1所述的无线数据传输方法，其特征在于，若中继节点接收到所有发送节点传输的数据包并且接收节点接收到除了来自相应发送节点之外的其它数据包，则所述步骤S102进一步包括中继节点将该轮传输中接收到的所有数据包进行网络编码，并利用自动重传技术传输网络编码后的数据包，直到相应的接收节点都接收到所述网络编码后的数据包，或者重传的次数大于预设的阈值时为止。
5.根据权利要求1所述的无线数据传输方法，其特征在于，若中继节点没有接收到一个或多个发送节点传输的数据包，或者一个或多个接收节点没有接收到除了来自相应发送节点之外的其它数据包，则所述步骤S102进一步包括中继节点利用自动重传技术依次转发其接收到的每一个数据包，直到每一个数据包对应的接收节点成功接收到该数据包，或者重传的时隙个数大于预设的阈值时为止。
全文摘要
本发明涉及无线通信网络技术领域，为一种无线数据传输方法，该方法包括多个发送节点以广播形式依次向中继节点和各接收节点传输一个数据包；判断每个发送节点的数据包是否被中继节点成功接收从而决定是否利用截断自动重传技术和分布时空编码协作技术重传当前数据包；中继节点根据自身及接收节点的接收情况选择在将数据包转发给接收结点时是否利用网络编码技术。本发明通过协作通信技术和机会网络编码技术的有效结合提高了无线网络系统的网络吞吐量和平均延时性能。
文档编号H04L1/16GK102208962SQ20111013085
公开日2011年10月5日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者易粟, 樊平毅, 熊轲, 胡景懿, 雷鸣 申请人:日电(中国)有限公司, 清华大学