CN102075311B - 一种基于网络编码的无线协同广播/组播方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于网络编码的无线协同广播/组播方法，该方法利用网络编码方式从用户丢失的数据包中组合构造用以重传的网络编码数据包，并通过协同用户协助第一阶段未能正确接收到所有数据包的用户接收所有的数据包，该方法分三个阶段来实现：第一阶段为数据源发送数据包阶段，第二阶段为协同用户选择、指定请求与网络编码配置阶段，第三阶段为协同传输网络编码数据包阶段。利用网络编码和用户协同构造重传网络编码数据包能大大减少重传次数，提高系统效率。

Description

一种基于网络编码的无线协同广播/组播方法

技术领域

本发明涉及一种针对无线网络中的广播/组播业务的协同传输，提供了一种基于网络编码、协同通信和空间分集技术的协同广播/组播调度方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

无线广播/组播技术是一种在无线环境下用于一对多数据传输的高效机制，为电视、广播、电影等应用供应商提供了广阔的无线平台，已引起广泛的关注。广播/组播模式，是点到多点的数据服务，单一的数据流被多个用户共同接收，特别适合于电视节目、现场赛事转播等直播类业务。目前用户在移动终端上观看电视节目的手机电视业务正逐渐地大规模流行起来。多媒体广播/组播业务架构已经被纳入3GPP的标准，IPTV、移动电视等有望在未来的4G平台上占有一定的市场。采用带有基础设施的分布式网络架构已成为支持无线广播/组播业务网络的发展趋势，在IEEE802.11s/16e等标准，以及IMT-Advanced等系统中均采用了类似的网络架构，相关支撑技术得到了广泛关注，其中协同通信技术通过终端或中继站的协同传输，提高广播/组播传输的覆盖范围和吞吐量，正成为研究热点。

无线广播/组播面临的最大问题是各个节点信道状态的不均匀性和波动性，吞吐量受到最差链路节点的限制，无线资源不能被充分地利用，组播的性能得不到保证，现有的广播/组播协议在路由选择、拓扑控制、差错/重传控制及传输速率/功率控制等方面无法给出满意的解决方案。

网络编码技术可将来自不同路径，去向不同的信息流进行线性合并操作，极大地提高了信息传输的效率，将其应用于无线通信中，可以利用无线信道的广播特性。协同通信技术已被广泛研究可以通过多用户的协同分集增益用来提高系统的性能。目前该领域内的协同广播/组播方面的专利主要有：

1.北京邮电大学的彭木根等提出了无线中继系统的网络编码用户协同配对的传输方法，该方法是数据源把其整个覆盖范围(即小区)根据传输距离划分为三个区域：中心服务区、网络编码区和边缘中继区，并在不同的区域采用不同的传输方法；其中在网络编码区，根据用户和中继站的位置和传输信道状况，为用户寻找合适的服务中继站，同时为激活的用户选择配对用户。具体传输方法是：首先两个配对用户同时发送自身信息，再在服务中继站处执行网络编码操作，并把编码后的混合信息发送给数据源，最后数据源综合接收到的直射信息和网络编码信息，恢复出两个用户的原始发送信息。与普通中继模式相比，本发明方法减少了传输资源的占用，而且传输性能有显著提高。

2.清华大学的陈智；陈炜；樊平毅等提出了一种基于网络编码的合作无线多播方法，包括以下步骤：发送节点采用两个子时隙来分别发送新帧X1和X2，通过无线信道将其发送到合作节点和目标节点；合作节点和发送节点侦听目标节点反馈的接收信息；在丢帧的情况下，若不是至少有一个目标节点同时丢帧X1和X2时，且合作节点事先已接收丢失帧，由合作节点对丢失帧重新编码，在下一子时隙将编码后的复合帧发送到目标节点；若合作节点事先未接收到丢失帧时，由发送节点对丢失帧重新编码，在下一子时隙将编码后的复合帧发送到目标节点；目标节点通过对复合帧解码来获取丢失帧。本发明不仅提高了系统传输的可靠性，降低了传输的中断概率，并且节省了时间资源和功率资源。

3.北京邮电大学的彭木根；王月新；吴湛击；王文博提出了在无线中继网络中采用网络编码通信的方法，通过设置中继节点并用网络编码技术来提高中继上行传输效率；步骤如下：(1)在蜂窝小区里布置具有网络编码功能的中继节点，以扩展信号覆盖范围和便于采用网络编码；(2)数据源自适应判决终端是否采用中继和是否在中继处对终端使用网络编码进行处理；(3)根据数据源反馈信息，中继节点执行辅助的基于网络编码技术的数据流处理；(4)数据源集中控制执行网络编码的切换更新处理：终端在不同服务小区间移动时，数据源更新中继节点或服务小区，在新中继处重新进行网络编码处理。本发明在中继节点采用网络编码操作能够对接收的不同路径信息分别编码转发，切实提高中继传输效率和边缘用户的传输性能。

4.中兴公司提出的一种半双工和组播协同中继模式的切换方法及相应的数据源，数据源根据数据源-中继站、中继站-移动终端和数据源-移动终端这三个链路上的信道质量信息，估算出这三个链路上的信道速率，然后计算出半双工中继模式和组播协同中继模式下数据源-中继站-移动终端链路上的有效信道速率，再结合数据源-移动终端链路的信道质量和设定的切换策略进行模式切换的判决，在满足切换条件时，进行半双工中继模式和组播协同中继模式之间的切换。相应的数据源包括第一发送模块、第二发送模块和中继模式控制模块。该发明可以充分利用中继系统，达到改善网络性能的效果。

5.北京邮电大学提出的一种基于协同技术的多域无线广播组播网络系统及方法，可扩展无线广播组播网络的覆盖范围、提高系统容量和服务质量，实现便捷组网，能满足下一代无线广播组播高质量高速率传输需求。

以上专利主要利用基于中继的网络编码，协同传输解决无线覆盖以及小区边缘切换方面的问题，但这些方法都对基础设施有着很大的依赖性，需要特定的中继节点或者特殊的协同控制装置，本文提出的方法主要利用网络编码，用户协同用于解决无线网络中广播/组播用户高效可靠传输的问题，不增加网络基础架构，利用网络编码压缩重传数据包，利用用户进行协同减少重传次数提高传输效率。

发明内容

本发明针对当前无线网络广播/组播性能受到最差的一些无线链路的制约的缺点，为了提高传输效率，利用网络编码组合构造需要重传的数据包，并利用用户协同技术，提供一种基于网络编码的无线协同广播/组播的方法，能大大减少重传次数，提高系统效率。

本发明采用如下技术方案：

利用网络编码方式组合构造需要重传的数据包，并通过用户协同传输来减少重传次数，分三个阶段实现：第一阶段为数据源发送数据包阶段，第二阶段为协同用户选择、指定请求与网络编码配置阶段，第三阶段为协同传输网络编码数据包阶段。

所述数据源发送数据包阶段包括以下步骤：

步骤1.1，用户开机时向数据源发送上线请求，数据源收到用户的上线请求后向用户发送附带用户编号的确认上线信息，所述用户编号为数据源根据用户上线的先后次序，从1至K编号，其中K为正整数，

步骤1.2，数据源发送附有拟发送数据包个数N参数的开始信标信号，其中N表示正整数，所有用户检测开始信标信号，

步骤1.3，数据源连续发送N个数据包，所有用户开始接收数据包，所述数据包包含数据包序号信息；

所述协同用户选择、指定请求与网络编码配置阶段包括以下步骤：

步骤2.1，用户按编号次序轮流发送含有丢包序号的丢包信息包，

步骤2.2，协同用户及指定用户选择：将任一丢包最少的用户选为协同用户，其他丢包用户为被协同用户，选择已正确接收协同用户所丢数据包的任一用户作为指定用户，若协同用户没有丢包，则不需指定用户和指定请求，若有未选为协同用户的其他所有在第一阶段正确接收所有N个数据包的用户为不协同用户，

步骤2.3，网络编码配置包计算与传输：协同用户根据网络编码配置包计算方法和所有用户的丢包矩阵计算得出网络编码配置包，

所述网络编码配置包计算方法为：

网络编码配置包中含有所有编码数据包的各自的编码序号集合，编码数据包的编码序号集合由以下算法得出：

步骤2.3.1：根据所有用户丢包信息，协同用户构造丢包矩阵H，所述丢包矩阵为：

所述H为丢包矩阵；i为H的行序号，表示被协同用户的编号；j为H的列序号，表示数据包的序号，；元素h_i，j表示用户j接收数据包i的情况，h_i，j等于0表示正确接收，等于1表示丢包，初始化网络编码数据包序号m＝0；

步骤2.3.2：若矩阵H全为“0”元素，则网络编码配置结束，继续步骤2.4；若丢包矩阵存在至少一个“1”元素，令m＝m+1，令编码序号集合C_m＝φ即为空集，并则继续步骤2.3.3，

步骤2.3.3：寻找H中含“1”最多行，令q等于该行序号，并将第q行所有的“1”置为“-1”，

步骤2.3.4：初始化j＝1，j为列序号，

步骤2.3.5：k＝1，k为行序号，当j＞K时，跳至步骤2.3.8，

步骤2.3.6：若h_q，j＝-1，则令j＝j+1，跳至步骤2.3.5；若h_q，j＝0，则继续步骤2.3.7，

步骤2.3.7：从第j列的第k行开始向最后一行进行“1”元素寻找，如果未找到“1”元素，则令j＝j+1，跳至步骤2.3.5；如果找到元素“1”，令k等于该元素的行序号，并分别判断第k行中每个的“1”元素所在的列是否有元素“-1”：有，则令k＝k+1并跳至步骤2.3.7；无，则将第k行中所有的“1”变为“-1”，令j＝j+1，并跳至步骤2.3.5，

步骤2.3.8：输出编码集合：将矩阵H中含“1”的所有行序号加入到第m个编码集合C_m中；更新矩阵H，将矩阵中所有“-1”置为“0”；返回步骤2.3.2；

步骤2.4，传输网络编码配置：协同用户将附有指定请求的网络编码配置包发送给其他所有用户，所述指定请求包括指定用户编号和需要发送的指定数据包，所述指定数据包为协同用户丢失的数据包，若有被协同用户或指定用户未能正确接收该传输网络编码配置数据包，则立即反馈错误确认信号，协同用户重传，直至所有的被协同用户和指定用户都正确接收，

步骤2.5，指定用户依据指定数据包序号大小依次向协同用户发送指定数据包，协同用户接收，若协同用户未能正确接收，则立即反馈错误确认信号，指定用户立即重传直至协同用户正确接收，

所述协同传输网络编码数据包阶段包括以下步骤：

步骤3.1，协同用户编码，包括以下步骤：

步骤3.1.1，初始化网络编码包序号t＝0，

步骤3.1.2，令t＝t+1，当t大于m时，编码结束并进入步骤3.2，t小于等于m时继续步骤3.1.3，

步骤3.1.3，初始化第t个网络编码数据包信息位为全0

步骤3.1.4，判断第t个编码集合C_t是否为空，是，则输出第t个网络编码数据包并跳至步骤3.1.2；否，则继续步骤3.1.5，

步骤3.1.5，从编码集合C_t中取一个元素，令x等于该元素，并将x从编码集合C_t中去除，

步骤3.1.6，更新第t个网络编码数据包信息位为原第t个网络编码数据包信息位与序号为x的数据包信息位模二加结果，跳至步骤3.1.4，

步骤3.2，网络编码数据包的传输：协同用户连续发送所有m个的网络编码数据包，各个被协同用户连续接收，若有被协同用户未能正确接收该包，则立即反馈错误确认信号，协同用户立即重传直至所有被协同用户正确接收到该包，

步骤3.3，被协同用户译码，分为以下步骤：

步骤3.3.1，判断是否存在未恢复的丢包，没有则译码结束，有则继续步骤3.3.2，

步骤3.3.2，取任意一个未恢复的丢包的数据包序号a，

步骤3.3.3，找出含有数据包序号为a的网络编码数据包b，

步骤3.3.4，将网络编码数据包b信息位与被协同用户已接收到的网络编码数据包b对应的所有数据包信息位进行模二加，即可译码恢复出数据包a信息位，跳至步骤3.3.1。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.本发明提出的基于网络编码的协同广播/组播方法，利用了网络编码思想进行数据包的重传，即在每次发送所有用户丢失最多数据包的同时，附带发送多个其他丢包用户的数据包，将这多个数据包通过比特级的异或方法编码成一个新的数据包进行发送，通过这种方法从原来的每次发送一个数据包提高到每次发送多个数据包，有效利用了无线网络的广播传输特性，大大减少了传统自动请求重传带来的重传次数。

2.采用模二加的方法进行多个数据包的网络编码，编码译码全部都在二元域中进行，实现简单，算法复杂度低，更适合实际无线通信系统中移动台站用户体积小，功耗低，计算能力受限等特点。

3.在无线网络中，远距离路径损耗是影响信号传输的重要因素，利用距离相对较近的用户进行协同传输，能有效地降低功率损耗，保证较高的接收信号功率，选择第一阶段丢包最少的用户，有效地利用了组播/广播业务中多个用户带来的多用户分集增益，能有效地提高重传效率，减少重传次数。

4.数据源连续传输多次数据包后，在反馈阶段各个用户采用本领域常用的方法如按编号轮流依次反馈丢包，通过这种机制避免了反馈冲突，同时每个用户对多次接收情况一次反馈提高了反馈效率。

5.在每次协同传输数据后，若有用户没有正确接收信息，则依靠自动请求重传数据，这样保证所有广播/组播用户接收到全部信息，因此本发明可用于软件，文件等数据的可靠分发传输。

附图说明

图1本发明方法的网络架构图。

图2本发明方法的实施流程图。

图3本发明方法网络编码配置流程图。

图4本发明方法的网络编码数据包编码流程图。

图5本发明方法的网络编码数据包译码流程图。

图6本发明方法数据包帧结构示意图。

具体实施方式

实施例1

第一阶段，数据源发送数据包阶段，包括以下步骤：

步骤1.1，系统中有6个用户，各个用户开机时向数据源发送上线请求，数据源收到用户的上线请求后向用户发送附带用户编号的确认上线信息，所述用户编号为数据源根据用户上线的先后次序，从1至6编号，

步骤1.2，数据源发送附有拟发送数据包个数10参数的开始信标信号，所有用户检测开始信标信号，

步骤1.3，数据源连续发送10个数据包，其中信息位分别为：100001，100010，100011，100100，100101，100110，100111，101000，101001，101010，所有用户开始接收数据包，所述数据包包含数据包序号信息；

第二阶段，协同用户选择、指定请求与网络编码配置阶段，包括以下步骤：

步骤2.1，用户按编号次序轮流发送含有丢包序号的丢包信息包，

用户1发送丢包信息，0100000001；

用户2发送丢包信息，0000010001；

用户3发送丢包信息，0001010000；

用户4发送丢包信息，0001010001；

用户5发送丢包信息，1000001000；

用户6发送丢包信息，0000000000；

步骤2.2，协同用户及指定用户选择：将丢包最少的用户6选为协同用户，其他丢包用户为被协同用户，

步骤2.3，网络编码配置包计算与传输：

步骤2.3.1：根据所用用户丢包信息，协同用户构造丢包矩阵H如下，初始化网络编码数据包序号m＝0；

步骤2.3.2：矩阵H不全为“0”元素，m＝0+1＝1，令集合C₁＝φ即为空集，并则继续步骤2.3.3，

步骤2.3.3：寻找H中含“1”最多行为第6行，令i等于该行序号6，并将第i行所有的“1”置为“-1”，

步骤2.3.4：初始化j＝0，

步骤2.3.5：j＝0+1＝1，k＝0，

步骤2.3.6：h_i，j＝0，继续步骤2.3.7，

步骤2.3.7：从第1列的第1行开始向最后一行进行“1”元素寻找，找到元素“1”，令k等于该元素的行序号2，并判断第2行中所有的“1”元素所在的列都没有元素“-1”，将第2行中所有的“1”变为“-1”，并跳至步骤2.3.5，

步骤2.3.5：j＝1+1＝2，k＝0，

步骤2.3.6：h_i，j＝-1，跳至步骤2.3.5，

步骤2.3.5：j＝2+1＝3，k＝0

步骤2.3.6：h_i，j＝-1，跳至步骤2.3.5；

步骤2.3.5：j＝3+1＝4，k＝0

步骤2.3.6：h_i，j＝-1，跳至步骤2.3.5；

步骤2.3.5：j＝4+1＝5，k＝0

步骤2.3.6：h_i，j＝0，继续步骤2.3.7，

步骤2.3.7：从第5列的第1行开始向最后一行进行“1”元素寻找，找到元素“1”，令k等于该元素的行序号1，并判断第1行中所有的“1”元素所在的列都没有元素“-1”，将第2行中所有的“1”变为“-1”，并跳至步骤2.3.5，

步骤2.3.5：j＝5+1＝6，k＝0，当j＞6时，跳至步骤2.3.8，

步骤2.3.6：h_i，j＝0，继续步骤2.3.7，

步骤2.3.7：从第6列的第1行开始向最后一行进行“1”元素寻找，未找到“1”元素，跳至步骤2.3.5，

步骤2.3.5：j＝6+1＝7，k＝0，当j＞6时，跳至步骤2.3.8，

步骤2.3.8：输出编码集合：将矩阵H中含“1”的所有行序号加入到第1个编码集合C₁＝{6，2，1}；更新矩阵H，将矩阵中所有“-1”置为“0”；返回步骤2.3.2；

步骤2.3.2：矩阵H不全为“0”元素，m＝1+1＝2，令集合C₂＝φ即为空集，并则继续步骤2.3.3，

步骤2.3.3：寻找H中含“1”最多行为第10行，令i等于该行序号10，并将第i行所有的“1”置为“-1”，

步骤2.3.4：初始化j＝0，

步骤2.3.5：j＝0+1＝1，k＝0，

步骤2.3.6：若h_i，j＝-1，则跳至步骤2.3.5，

步骤2.3.5：j＝1+1＝2，k＝0，

步骤2.3.6：若h_i，j＝-1，则跳至步骤2.3.5，

步骤2.3.5：j＝2+1＝3，k＝0，

步骤2.3.6：若h_i，j＝0，则继续步骤2.3.7，

步骤2.3.7：从第3列的第1行开始向最后一行进行“1”元素寻找，找到元素“1”，令k等于该元素的行序号4，并判断第4行中每个的“1”元素所在的列有元素“-1”，跳至步骤2.3.7，

步骤2.3.7：从第3列的第5行开始向最后一行进行“1”元素寻找，未找到“1”元素，跳至步骤2.3.5，

步骤2.3.5：j＝4+1＝5，k＝0，

步骤2.3.6：若h_i，j＝0，则继续步骤2.3.7，

步骤2.3.7：从第5列的第1行开始向最后一行进行“1”元素寻找，找到元素“1”，令k等于该元素的行序号7，并判断第7行中所有的“1”元素所在的列都没有元素“-1”，将第7行中所有的“1”变为“-1”，并跳至步骤2.3.5，

步骤2.3.5：j＝5+1＝6，k＝0，

步骤2.3.6：若h_i，j＝-1，则跳至步骤2.3.5，

步骤2.3.5：j＝6+1＝7，k＝0，当j＞6时，跳至步骤2.3.8，

步骤2.3.8：输出编码集合：将矩阵H中含“1”的所有行序号加入到第2个编码集合C₂＝{10，7}中；更新矩阵H，将矩阵中所有“-1”置为“0”；返回步骤2.3.2；

跳至步骤2.3.2：矩阵H全为“0”元素，令M＝2，网络编码配置结束

步骤2.4，传输网络编码配置：协同用户将网络编码配置包发送给其他所有用户，若有被协同用户未能正确接收该传输网络编码配置数据包，则立即反馈错误确认信号，协同用户重传，直至所有的被协同用户正确接收，

步骤2.5，协同用户未丢包，无指定请求操作，协同传输网络编码数据包阶段包括以下步骤：

步骤3.1，协同用户编码，包括以下步骤：

步骤3.1.1，初始化网络编码包序号t＝0，

步骤3.1.2，令t＝0+1＝1，t小于等于M＝2时继续步骤3.1.3，

步骤3.1.3，初始化第1个网络编码数据包信息位为000000

步骤3.1.4，判断第1个编码集合C₁是否为空，否，则继续步骤3.1.5，

步骤3.1.5，从集合C₁中取一个元素1，令x等于该元素1，并将1从C₁中去除，

步骤3.1.6，更新第1个网络编码数据包信息位为原第1个网络编码数据包信息位与为序号为1的数据包信息位模二加结果100001，跳至步骤3.1.4，

步骤3.1.4，判断第1个编码集合C₁是否为空，否，则继续步骤3.1.5，

步骤3.1.5，从集合C₁中取一个元素2，令x等于该元素2，并将2从C₁中去除，

步骤3.1.6，更新第1个网络编码数据包信息位为原第1个网络编码数据包信息位与为序号为2的数据包信息位模二加结果000011，跳至步骤3.1.4，

步骤3.1.4，判断第1个编码集合C₁是否为空，否，则继续步骤3.1.5，

步骤3.1.5，从集合C₁中取一个元素6，令x等于该元素6，并将6从C₁中去除，

步骤3.1.6，更新第1个网络编码数据包信息位为原第1个网络编码数据包信息位与为序号为6的数据包信息位模二加结果100101，跳至步骤3.1.4，

步骤3.1.4，判断第1个编码集合C₁是否为空，是，则输出第1个网络编码数据包信息100101并跳至步骤3.1.2，

步骤3.1.2，令t＝1+1＝2，当t大于M＝2时编码结束，t小于等于M时继续步骤3.1.3，

步骤3.1.3，初始化第2个网络编码数据包信息位为000000，

步骤3.1.4，判断第2个编码集合C₂是否为空，否，则继续步骤3.1.5，

步骤3.1.5，从集合C₂中取一个元素7，令x等于该元素7，并将7从C₂中去除，

步骤3.1.6，更新第2个网络编码数据包信息位为原第2个网络编码数据包信息位为序号为7的数据包模二加结果100111，跳至步骤3.1.4，

步骤3.1.4，判断第2个编码集合C₂是否为空，否，则继续步骤3.1.5，

步骤3.1.5，从集合C₂中取一个元素10，令x等于该元素10，并将10从C₂中去除，

步骤3.1.6，更新第2个网络编码数据包信息位为原第2个网络编码数据包信息位为序号为10的数据包模二加结果001101跳至步骤3.1.4，

步骤3.1.4，判断第2个编码集合C₂是否为空，是，则输出第2个网络编码数据包信息001101并跳至步骤3.1.2，

步骤3.1.2，令t＝2+1＝3，当t大于M＝2时编码结束，

步骤32，网络编码数据包的传输：协同用户连续发送所有2个的网络编码数据包，信息位分别为100101，001101各个被协同用户连续接收，若有被协同用户未能正确接收该包，则立即反馈错误确认信号，协同用户立即重传直至所有被协同用户正确接收到该包，

步骤3.3，被协同用户1译码，分为以下步骤：0100000001

步骤3.3.1，判断是否存在未恢复的丢包，没有则译码结束，有则继续步骤3.3.2，

步骤3.3.2，取任意一个未恢复的丢包的数据包序号2，

步骤3.3.3，找出含有数据包序号为2的网络编码数据包{1，2，6}，

步骤3.3.4，将网络编码数据包{1，2，6}信息位100101与被协同用户已接收到的网络编码数据包{1，2，6}对应的所有数据包信息位，即第1，6数据包信息位100001，100110进行模二加即可译码恢复出数据包2信息位100010，跳至步骤3.3.1，

步骤3.3.2，取任意一个未恢复的丢包的数据包序号10，

步骤3.3.3，找出含有数据包序号为10的网络编码数据包{7，10}，

步骤3.3.4，将网络编码数据包{7，10}信息位001101与被协同用户已接收到的网络编码数据包{7，10}对应的所有数据包信息位，即第7数据包信息位100111进行模二加即可译码恢复出数据包10信息位101010，跳至步骤3.3.1，

步骤3.3.1，判断是否存在未恢复的丢包，没有则译码结束。

Claims (1)

1.一种基于网络编码的无线协同广播/组播方法，其特征在于：

该方法分三个阶段实现：第一阶段为数据源发送数据包阶段，第二阶段为协同用户选择、指定请求与网络编码配置阶段，第三阶段为协同传输网络编码数据包阶段，

所述数据源发送数据包阶段包括以下步骤：

步骤1.1，用户开机时向数据源发送上线请求，数据源收到用户的上线请求后向用户发送附带用户编号的确认上线信息，所述用户编号为数据源根据用户上线的先后次序，从1至K编号，其中K为正整数，

步骤1.2，数据源发送附有拟发送数据包个数N参数的开始信标信号，其中N表示正整数，所有用户检测开始信标信号，

步骤1.3，数据源连续发送N个数据包，所有用户开始接收数据包，所述数据包包含数据包序号信息；

所述协同用户选择、指定请求与网络编码配置阶段包括以下步骤：

步骤2.1，用户按编号次序轮流发送含有丢包序号的丢包信息包，

步骤2.2，协同用户及指定用户选择：将任一丢包最少的用户选为协同用户，其他丢包用户为被协同用户，选择已正确接收协同用户所丢数据包的任一用户作为指定用户，若协同用户没有丢包，则不需指定用户和指定请求，若有未选为协同用户的其他所有在第一阶段正确接收所有N个数据包的用户为不协同用户，

步骤2.3，网络编码配置包计算与传输：协同用户根据网络编码配置包计算方法和所有用户的丢包矩阵计算得出网络编码配置包，

所述网络编码配置包计算方法为：

网络编码配置包中含有所有编码数据包的各自的编码序号集合，编码数据包的编码序号集合由以下算法得出：

步骤2.3.1：根据所有用户丢包信息，协同用户构造丢包矩阵H，所述丢包矩阵为：

所述H为丢包矩阵；i为H的行序号，表示数据包的序号；j为H的列序号，表示被协同用户的编号；元素h_i,j表示用户j接收数据包i的情况，h_i,j等于0表示正确接收，等于1表示丢包，初始化网络编码数据包序号m=0；

步骤2.3.2：若矩阵H全为“0”元素，则网络编码配置结束，继续步骤2.4；若丢包矩阵存在至少一个“1”元素，令m=m+1，令编码序号集合C_m=φ即为空集，并则继续步骤2.3.3，

步骤2.3.3：寻找H中含“1”最多行，令q等于该行序号，并将第q行所有的“1”置为“-1”，

步骤2.3.4：初始化j=1，j为列序号，

步骤2.3.5：k=1，k为行序号，当j>K时，跳至步骤2.3.8，

步骤2.3.6：若h_q,j=-1，则令j=j+1，跳至步骤2.3.5；若h_q,j=0，则继续步骤2.3.7，

步骤2.3.7：从第j列的第k行开始向最后一行进行“1”元素寻找，如果未找到“1”元素，则令j=j+1，跳至步骤2.3.5；如果找到元素“1”，令k等于该元素的行序号，并分别判断第k行中每个的“1”元素所在的列是否有元素“-1”：有，则令k=k+1并跳至步骤2.3.7；无，则将第k行中所有的“1”变为“-1”，令j=j+1，并跳至步骤2.3.5，

步骤2.3.8：输出编码序号集合：将矩阵H中含“1”的所有行序号加入到第m个编码序号集合C_m中；更新矩阵H，将矩阵中所有“-1”置为“0”；返回步骤2.3.2；

步骤2.4，传输网络编码配置：协同用户将附有指定请求的网络编码配置包发送给其他所有用户，所述指定请求包括指定用户编号和需要发送的指定数据包，所述指定数据包为协同用户丢失的数据包，若有被协同用户或指定用户未能正确接收该传输网络编码配置数据包，则立即反馈错误确认信号，协同用户重传，直至所有的被协同用户和指定用户都正确接收，

步骤2.5，指定用户依据指定数据包序号大小依次向协同用户发送指定数据包，协同用户接收，若协同用户未能正确接收，则立即反馈错误确认信号，指定用户立即重传直至协同用户正确接收，

所述协同传输网络编码数据包阶段包括以下步骤：

步骤3.1，协同用户编码，包括以下步骤：

步骤3.1.1，初始化网络编码包序号t=0，

步骤3.1.2，令t=t+1，当t大于m时，编码结束并进入步骤3.2，t小于等于m时继续步骤3.1.3，

步骤3.1.3，初始化第t个网络编码数据包信息位为全0；

步骤3.1.4，判断第t个编码序号集合C_t是否为空，是，则输出第t个网络编码数据包并跳至步骤3.1.2；否，则继续步骤3.1.5，

步骤3.1.5，从编码序号集合C_t中取一个元素，令x等于该元素，并将x从编码序号集合C_t中去除，

步骤3.1.6，更新第t个网络编码数据包信息位为原第t个网络编码数据包信息位与序号为x的数据包信息位模二加结果，跳至步骤3.1.4，

步骤3.2，网络编码数据包的传输：协同用户连续发送所有m个的网络编码数据包，各个被协同用户连续接收，若有被协同用户未能正确接收该包，则立即反馈错误确认信号，协同用户立即重传直至所有被协同用户正确接收到该包，

步骤3.3，被协同用户译码，分为以下步骤：

步骤3.3.1，判断是否存在未恢复的丢包，没有则译码结束，有则继续步骤3.3.2，

步骤3.3.2，取任意一个未恢复的丢包的数据包序号a，

步骤3.3.3，找出含有数据包序号为a的网络编码数据包b，

步骤3.3.4，将网络编码数据包b信息位与被协同用户已接收到的网络编码数据包b对应的所有数据包信息位进行模二加，即可译码恢复出数据包a信息位，跳至步骤3.3.1。

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