多播通信方法、多播发送设备、多播接收设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004]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】
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 根据本发明的又一个方面，提供了一种无线通信网络中的多播通信方法，包括：源 节点连续多播发送预定数量的原始数据帧；无线通信网络中的各目标节点针对该预定数量 的原始数据帧，发送一确认帧；源节点根据所述确认帧，确定各目标节点各自丢失的原始数 据帧的数量；响应于任一目标节点丢失了至少一个原始数据帧，源节点进行以下处理：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；目标节点接收所述恢复数据帧；在未接收到全部所述预定数据量的原始 数据帧的情况下，目标节点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。
[0008] 根据本发明的又一个实施例，提供了一种无线通信网络中的多播发送设备，包括 ： 数据发送部件，配置为连续多播发送预定数量的原始数据帧；帧丢失确定部件，配置为根据 无线通信网络中各多播接收设备针对该预定数量的原始数据帧的确认帧，确定各多播接收 设备各自丢失的原始数据帧的数量；恢复数据生成部件，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。所述数 据发送部件还配置为基于所确定的各多播接收设备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多播接收设备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。
[0009] 根据本发明的再一个方面，提供了一种无线通信网络中的多播接收设备，包括：确 认帧发送部件，配置为针对无线通信网络中的多播发送设备连续多播发送的预定数量的原 始数据帧，发送一确认帧；数据接收部件，配置为接收从所述多播发送设备多播发送的恢 复数据帧，所述恢复数据帧包括使得各多播接收设备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；数据恢复部件，配置为基于已接 收到原始数据帧、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。
[0010] 根据本发明实施例的多播通信技术，能够保证数据传输的可靠性，并能够降低数 据延迟、提高网络吞吐量。
【附图说明】
[0011] 从下面结合附图对本发明实施例的详细描述中，本发明的这些和/或其它方面和 优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：
[0012] 图1示出了无线通信系统中无线信道之间的相互干扰的示意图。
[0013] 图2示出了应用一种现有的多播技术进行多播通信的示意性过程；
[0014] 图3示出了应用另一种现有的多播技术进行多播通信的示意性过程；
[0015] 图4例示了根据本发明一个实施例的无线通信网络中的多播通信方法的流程图；
[0016] 图5例示了应用根据本发明实施例的多播通信方法的示意图；
[0017] 图6例示了根据本发明另一个实施例的无线通信网络中的多播通信方法的流程 图；
[0018] 图7例示了根据本发明又一个实施例的无线通信网络中的多播通信方法的流程 图；
[0019] 图8示出了根据本发明实施例的无线通信网络中的多播发送设备的示例性结构 框图；
[0020] 图9示出了根据本发明实施例的无线通信网络中的多播接收设备的示例性结构 框图；
[0021] 图10示出了根据本发明实施例的无线通信网络中的多播通信系统的例性结构框 图。
【具体实施方式】
[0022] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和【具体实施方式】对本发 明作进一步详细说明。
[0023] 首先对本发明的多播通信技术的基本思想进行简要的描述。为了减少ACK帧传输 的数量，根据本发明的多播通信技术采用源节点连续发送多个数据帧之后目标节点才发送 一个ACK帧的方式，并且通过修改ACK帧的结构，使得源节点能够准确地知道目标节点的接 收情况。另一方面，如前所述，对于如图3所示有两个数据帧发生丢失的情形，为了使节点D 获得其之前未接收到的数据帧1，使节点B获得其之前未接收到的数据帧2,在现有技术中， 源节点A随后需要重发两个数据帧(数据帧1和数据帧2)，因此数据帧重发占用了较多的无 线资源。针对这一问题，本发明提拱了一种改进的重发较少数据帧的技术。根据该技术，在 连续发送的多个原始数据帧中不止一个数据帧丢失时,源节点并不重发每一个丢失的原始 数据帧，而是对原始数据帧进行处理生成恢复数据，并根据各目标节点的数据帧丢失情况， 仅多播发送使得各个目标节点能够计算得到丢失的数据帧的部分恢复数据。
[0024] 图4例示了根据本发明一个实施例的无线通信网络中的多播通信方法400的流程 图。该多播通信方法400可应用于多播通信中的源节点。下面，将参考图4来描述根据本 发明实施例的多播通信方法400。
[0025] 如图4所示，在步骤S401，