CN101820586B - 一种在无线局域网中进行可靠广播的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在无线局域网中进行可靠广播的方法，属于数字通信技术领域。无线接入点将待广播的原始数据打包为原始数据包组，无线接入点选择信道编码方式，对原始数据包组进行信道编码，并以广播报文形式广播给移动台；移动台接收后进行信道解码，将信道解码状态信息反馈给无线接入点。无线接入点接收信息，调整广播发送链路速率，若所有移动台解码出原始数据包组，则当前原始数据包组广播完成；否则生成补充编码数据包组，并广播给移动台；移动台接收后进行信道解码、发送信道解码状态信息，直到移动台信道解码成功。本发明方法的无线局域网系统具有可靠广播功能，广泛应用于车内信息广播、政府和商业机构的公共信息广播、楼宇逃生信息广播等。
Description
技术领域
本发明涉及一种在无线局域网中进行可靠广播的方法，属于数字通信技术领域。
背景技术
无线局域网是一种满足IEEE 802.11系列标准的分组传送无线网络，主要应用场景为办公室、家庭、校园和商业热点。无线局域网具有无需布线、辐射低、通信带宽大、安装简单等特点，近年来得到了广泛应用。
无线局域网由无线接入点(Access point，AP)和移动台(Station，STA)构成。无线接入点是整个无线局域网的中心节点，控制着整个网络的运行，移动台则是网络中的一般设备。无线接入点因为通常内置路由功能，所以也被称为无线路由器。移动台通常是安装了无线网卡的各种形态的计算机系统。随着系统集成技术的发展，无线局域网的移动台功能也常被直接集成进整个系统，这在笔记本电脑、上网本和手机中常见。
根据IEEE 802.11系列标准，无线接入点与移动台工作于同一信道，它们以竞争方式共享信道。无线接入点在发送数据前，首先通过载波侦听冲突避免机制获得传输机会，然后将数据包通过无线方式发送给移动台。由于无线信道本身的特性，载波侦听冲突避免机制不能完全避免发送冲突，因此，可能因多个设备同时发送数据而导致所有数据都无法正确接收。这种发送冲突发生的概率随着用户数量的增加而增大。为改善通信效果，无线局域网对单播数据采用了确认重传机制，因此，单播数据包的链路层可靠性较高。然而，已有无线局域网标准却没有相应的机制保证广播数据包的链路层可靠性。根据IEEE 802.11系列标准，无线接入点对于广播数据包，只采用固定速率发送一次。在存在发送冲突、信道干扰导致接收失败的情况下，广播数据的发送效果是不能保证的。因此，在无线局域网中直接进行数据广播对于需要保证数据可靠性的应用场景没有实用价值的。从已有文献看，有关无线局域网进行广播的工作，如申请号为200910079048.5的中国专利，本质上是基于单播的轮播，轮播并不能充分发挥广播方式下单个用户可获得的数据速率与用户数无关的好处。
发明内容
本发明的目的是提出一种在无线局域网中进行可靠广播的方法以实现在无线局域网中进行可靠广播，并能够在不显著影响无线局域网单播通信的条件下，实现高吞吐率且可靠的广播。
本发明提出的在无线局域网中进行可靠广播的方法，其中的无线局域网包括无线接入点和移动台，无线接入点将待广播的原始数据打包为定长数据包构成的原始数据包组，并将每一个所述的原始数据包组以下述步骤广播给移动台：
(1-1)无线接入点若为开机后的第一次广播，则设定广播发送链路速率，若为正常广播，则进行步骤(1-2)；
(1-2)无线接入点选择信道编码方式，将原始数据包组进行信道编码，得到初始编码数据包组，并将初始编码数据包组以广播报文形式广播给移动台；
(1-3)移动台接收上述初始编码数据包组；
(1-4)移动台进行信道解码，若信道解码成功，则将解码得到的原始数据包组解包为原始数据，若信道解码不成功，则进行步骤(1-5)；同时将信道解码状态信息以单播报文形式反馈给无线接入点；
(1-5)无线接入点接收来自移动台的上述信道解码状态信息，根据接收的信道解码状态信息调整广播发送链路速率，并对移动台的信道解码状态进行判断，若所有移动台解码出原始数据包组，则无线接入点结束广播；若仍有移动台信道解码未成功，则无线接入点根据上述信道解码状态信息生成补充编码数据包组，并将补充编码数据包组以广播报文形式广播给移动台；
(1-6)移动台接收上述补充编码数据包组；
(1-7)重复步骤(1-4)-(1-6)，直到移动台信道解码成功。
上述方法中，将待广播的原始数据打包为原始数据包组，包括以下步骤：
(2-1)将原始数据切分为定长数据包，并将相邻的多个数据包合为一个数据包组；
(2-2)为上述数据包组中的每个数据包添加组内编号和组间编号。
上述方法的步骤(1-2)中，无线接入点选择信道编码方式，包括以下步骤：
(3-1)设定编码方式切换门限和初始化广播丢包率；
(3-2)分别根据发送前一原始数据包组时的信道解码状态信息，计算每一移动台的广播丢包率，将其中最坏的丢包率作为当前广播丢包率；
(3-3)若上述当前广播丢包率大于上述设定的编码方式切换门限，则采用喷泉编码方式，若上述当前广播丢包率小于或等于上述设定的编码方式切换门限，则采用点对多点网络编码方式进行信道编码。
本发明提出的在无线局域网中进行可靠广播的方法，对现有移动台硬件无需改造，只需安装一个实现本发明的可靠广播接收功能的软件即可。对于现有无线接入点装置，在硬件上添加一个用于存储待广播数据的装置即可。目前，已有一些无线接入点具备USB接口、CF卡接口或者SD卡接口，因此固定插入到USB接口的USB盘、CF卡接口的CF卡或者SD卡接口的SD卡均可以作为待发送数据的存储装置；在软件上只需添加根据本发明的软件即可。因此，对于已有无线接入点设备，无需大的改造，即可实现本发明的高性能可靠广播功能。
实现本发明方法的无线局域网系统具有可靠广播功能，可以广泛应用于公共交通工具的车内信息广播、政府和商业机构大厅内的公共信息广播、楼宇逃生信息广播等，具备良好的商业前景。
附图说明
图1是无线局域网构成图。
图2是根据本发明在无线局域网中进行可靠广播的方法流程。
图3是根据本发明在无线局域网中进行可靠广播的方法的无线接入点与移动台之间的数据包交换示例。
具体实施方式
本发明提出的在无线局域网中进行可靠广播的方法，所述的无线局域网包括无线接入点和移动台，无线接入点将待广播的原始数据打包为定长数据包构成的原始数据包组，并将每一个所述的原始数据包组以下述步骤广播给移动台：
(1-1)无线接入点若为开机后的第一次广播，则设定广播发送链路速率，若为正常广播，则进行步骤(1-2)；
(1-2)无线接入点选择信道编码方式，将原始数据包组进行信道编码，得到初始编码数据包组，并将初始编码数据包组以广播报文形式广播给移动台；
(1-3)移动台接收上述初始编码数据包组；
(1-4)移动台进行信道解码，若信道解码成功，则将解码得到的原始数据包组解包为原始数据，若信道解码不成功，则进行步骤(1-5)；同时将信道解码状态信息以单播报文形式反馈给无线接入点；
(1-5)无线接入点接收来自移动台的上述信道解码状态信息，根据接收的信道解码状态信息调整广播发送链路速率，并对移动台的信道解码状态进行判断，若所有移动台解码出原始数据包组，则无线接入点结束广播；若仍有移动台信道解码未成功，则无线接入点根据上述信道解码状态信息生成补充编码数据包组，并将补充编码数据包组以广播报文形式广播给移动台；
(1-6)移动台接收上述补充编码数据包组；
(1-7)重复步骤(1-4)-(1-6)，直到移动台信道解码成功。
上述方法中，将待广播的原始数据打包为原始数据包组，包括以下步骤：
(2-1)将原始数据切分为定长数据包，并将相邻的多个数据包合为一个数据包组；
(2-2)为上述数据包组中的每个数据包添加组内编号和组间编号。
上述方法的步骤(1-2)中，无线接入点选择信道编码方式，包括以下步骤：
(3-1)设定编码方式切换门限和初始化广播丢包率；
(3-2)分别根据发送前一原始数据包组时的信道解码状态信息，计算每一移动台的广播丢包率，将其中最坏的丢包率作为当前广播丢包率；
(3-3)若上述当前广播丢包率大于上述设定的编码方式切换门限，则采用喷泉编码方式，若上述当前广播丢包率小于或等于上述设定的编码方式切换门限，则采用点对多点网络编码方式进行信道编码。
以下结合附图，详细介绍本发明的内容：
图1是无线局域网构成图。如图1所示，无线局域网是一个点对多点的通信系统，其中无线接入点是整个网络的中心节点，控制着整个网络的运行，移动台则是网络中的一般设备。在无线局域网中，无线接入点发送广播报文到所有移动台。根据无线局域网所遵循的IEEE 802.11系列标准，对于任何一个广播报文，无线接入点只发送一次，没有任何的差错保护机制。为了让更多的移动台接收到广播报文，无线接入点采用基本速率集的最低速率发送广播报文。因此，根据IEEE 802.11标准的无线接入点发送广播报文时不仅发送速率很低，而且不能保证可靠性。
在无线局域网中实现可靠广播的一种方式是引入广播应答(ACK/NAK)机制，这在公开文献中常见。例如，选择所有正在接收广播的一个移动台发送接收确认ACK，而其他移动台在未能正确接收到广播报文的移动台发送否定确认NAK。只有当无线接入点在接收到ACK的情况下，才认为所有的移动台都已经正确的接收到了广播报文。这种方法不仅开销很大，而且在实际系统中，发送NAK几乎是不可能的，多数情况下如果发生接收错误，移动台根本无法确定发送NAK的恰当时机。在无线局域网中实现可靠广播的另外一种方式是变广播为轮播，有关无线局域网进行广播的专利，如申请号为200910079048.5的中国专利，本质上是基于单播的轮播，轮播是一种可行的方案，但轮播并不能充分发挥广播方式下单个用户可获得的数据速率与用户数无关的好处。这类方法的好处是无需改变高层协议，对广播报文的长度也无特殊要求。在无线局域网中实现可靠广播的另外一类实现方式是在应用层引入能够提供可靠性的广播编码机制，如喷泉码及其改进。喷泉码的改进版本Raptor码，已经在3GPP R6以后的多媒体多播和广播中得到采纳，由于3GPP是一个受控接入系统，3GPP的移动台在接收广播数据时，只在广播数据完全正确解码后才发送等价于1个比特的“接收成功”信息。直接使用喷泉码的缺点是未能考虑无线局域网低层协议的特点：(1)现有无线局域网采用基本速率集的最低速率发送广播报文，带宽效率非常低；(2)无线局域网是一个基于竞争的系统，无线信道质量变化和竞争冲突导致信道丢包率变化较大，采用“1”比特“接收成功”信息进行反馈时，可能出现大部分数据包丢失而无线接入点并不知道。
针对以上方法的缺点，本发明提出了一种无线局域网可靠广播方法，该方法在实验系统中表现出良好的性能。
图2是根据本发明在无线局域网中进行可靠广播的方法流程。
如图2所示，无线接入点开机后，首先将待广播的原始数据打包为定长数据包构成的原始数据包组，并以原始数据包组为基本广播单位，将每一个原始数据包组独立的广播给移动台。在本实施例中我们假设有515.5K字节的原始数据待广播。无线接入点将待广播原始数据打包为原始数据包组的第一步骤是将原始数据切分为定长数据包，定长数据包的长度L的取值范围通常在1000～1500字节之间，然后将相邻的多个数据包合为一个数据包组，数据包组的长度N1通常在256～2048之间；最后为数据包组中的每个数据包添加组内编号X和组间M编号。这里假设L1＝1028，组间编号M为两个字节，从1开始；组内编号X为两字节，净核长度为1024字节。假设N1＝256，则515.5K字节的数据组织成三个原始数据包组，分别为原始数据包组1，2，3。原始数据包组3只有4个定长数据包，原始数据包组3的最后一个定长数据包的有用数据净核长度为0.5K，即512字节，为凑足1024字节，剩余部分采用0填充。在本发明中，假设数据总长度信息515.5K已经通过其他手段通知给移动台，比如通过分别发给各个移动台的单播数据包通知给移动台。
无线接入点接下来取出一个原始数据包组得到待发送原始数据包组。无线接入点取出的原始数据包组是任意的，但一般采用顺序发送的方式。在本例中首先广播原始数据包组1，再广播原始数据包组2，最后广播原始数据包组3，从而完成对所有515.5K字节原始数据的广播。
由于原始数据包组1、原始数据包组2和原始数据包组3的过程相同，下文我们以原始数据包组1为例讲述无线接入点将原始数据包组广播给移动台的具体过程：
如图2所示，若无线接入点发现是开机后第一次进行广播，则首先设定广播发送链路速率。这时因为没有任何信道质量信息，所设定广播报文发送链路速率可以选择无线局域网支持的基本速率集和扩展速率集的任何一个，比如6Mbps、54Mbps等。
由于无线链路是不可靠的，因此必须对待发送原始数据包组进行信道编码，如图2所示。对待发送原始数据包组进行信道编码后得到编码数据包组。所采用的信道编码方式可以是喷泉码。实用的喷泉码包括Raptor码或者LT码等，其中Raptor码已经在3GPP MBMS中得到使用，也可以是点对多点网络编码。由于短喷泉码具有较大的前向开销，比如LT码，每组原始数据包长度为4096时，造成无线接入点到移动台的前向广播开销达到12％左右，反向开销非常小；而点对多点网络编码的前向开销为0，但当丢包率较高时点对多点网络编码发送补充编码数据包的次数多，造成移动台到无线接入点的反向开销较大。两种编码方式各有优缺点，因此一种改进的方式是在两种编码方式之间进行自适应切换，具体切换方法为在发送一个新的原始数据包组前，首先根据前一原始数据包组的发送情况选择信道编码方式。在发送第一个原始数据包组时，由于没有前一原始数据包组的发送情况，固定采用喷泉编码，并设定编码方式切换门限和初始化广播丢包率。编码方式切换门限的值一般在10～30％之间，初始化广播丢包率应大于编码方式切换门限，其值一般在50～100％之间。开在未接收到来自某一个移动台的任何接收状态反馈信息之前，假设该移动台的广播丢包率为初始化广播丢包率。在进行信道编码之前，无线接入点分别根据可用的来自每一移动台的接收状态反馈信息，计算每一移动台的广播丢包率，将其中最坏的丢包率作为当前广播丢包率；若当前广播丢包率大于上述设定的编码方式切换门限，则采用喷泉编码进行信道编码，若上述当前广播丢包率小于或等于上述设定的编码方式切换门限，则采用点对多点网络编码方式进行信道编码。计算每一移动台的广播丢包率与广播发送速率调整过程相结合，其具体方法见后文阐述。
信道编码如Raptor码、LT码、点对多点网络编码的具体编码方法可以在很多公开的文献中找到。在本例中，我们假设使用LT码进行信道编码。原始数据包组1经过LT码编码过程，得到初始编码数据包组。与原始数据包组1相对应，这里称作编码数据包组1。根据LT码编码算法，得到的初始编码数据包组的数据包数N2通常大于N1。N2越大，移动台能够成功解码的概率越大，但信道占用也就是高。通常，N2取1.2～2倍N1。编码数据包组的每一个数据包的长度L2也大于L1，这是因为在数据包头中添加与编码参数有关的域，比如在使用LT码时，需要在每一个初始编码数据包头中添加一个4字节的对应于该编码数据包的度分布的随机种子值。为了识别初始编码数据包，还在每一个初始编码数据包头中添加组内编号。
得到了初始编码数据包组1，无线接入点将初始编码数据包组1以广播报文形式广播给移动台。各移动台在开机或者进行成功解码后一直处于接收状态，一旦接收到初始编码数据包组1，就开始进行信道解码。由于在无线传输过程中存在丢包，因此，各移动台接收编码数据包组1可能存在部分数据包丢失，移动台解码可能成功，也可能失败。无论解码成功还是失败，移动台都生成针对编码数据包组即编码数据包组1的信道解码状态信息以单播报文形式反馈给无线接入点。若移动台解码成功，则通常只需反馈1个比特的成功信息和接收到的初始编码数据包组的数据包个数；若解码失败，则信道解码状态信息通常将会包括以下信息：(1)当前初始编码数据包组对应的原始数据包组的组间编号；(2)该移动台已经正确接收的初始编码数据包组的数据包的最小和最大组内编号；(3)最大组内和最小组内编号初始编码数据包组之间尚未正确解码的数据包的组内编号。有了信道解码状态信息，无线接入点就能够判断上一次发送的效果，比如每一个移动台的丢包率。若信道解码成功，则将得到原始数据包组1，并可进一步解原始数据包组1从而得到原始数据包组1对应的原始数据。如图2所示，发送完信道解码状态信息并成功进行信道解码后，移动台重新回到接收状态，等待新的初始编码数据包组；信道解码失败并发送完信道解码状态信息后，移动台也回到接收状态，等待无线接入点发送下述补充编码数据包组。
如图2所示，无线接入点接收来自移动台的信道解码状态信息后，首先根据接收的信道解码状态信息调整广播报文发送链路速率，然后判断是否需要生成补充编码数据包组。无线接入点进行广播链路调整方法与采用的链路速率调整算法有关。一种简单的速率调整方式是选择接收质量最差的移动台中接收状态反馈信息作为调整速率的基准。若接收质量最差的移动台连续Y1(典型值为2-5)次直接使用初始编码数据包组就成功解码，则广播链路速率改进为下一个更高可用速率；若接收质量最差的移动台连续Y2(典型值为1-4)次使用补充类型3数据包组未正确解码，则广播链路速率改进为下一个更低可用速率。由于移动台能否直接使用初始编码数据包成功进行解码与参数N2有关，更复杂的速率调整算法是考虑丢包率是根据接收质量最差的移动台的丢包率进行调整，只有丢包率达到给定的门限时才进行速率调整：当接收质量最差的移动台在给定时间T(T通常大于直接广播N2个数据包所需时间)内接收到的所有编码数据包的平均丢包率高于丢包率门TH1(取值范围通常为0.3～0.5)限时，则将广播链路速率改进为下一个更低可用速率；当接收质量最差的移动台在给定时间T内接收到的所有编码数据包的平均丢包率高于丢包率门限时THh(取值范围通常为0.1～0.3)时，则将广播链路速率改进为下一个更高可用速率。无线接入点计算每一个移动台的丢包率的方法是：在上述给定时间T内，根据移动台发送的信道解码状态信息得到移动台接收到的总编码数据包数，除以在给定时间T内发送的总编码数据包数。
若仍有移动台信道解码未成功，则无线接入点根据上述信道解码状态信息生成补充编码数据包组，并将补充编码数据包组以广播报文形式广播给移动台。在使用喷泉码时，补充编码数据包组的补充编码数据包的个数是系统参数，一般取(0.1-0.2)N2；在使用点对多点网络编码时，补充编码数据包组的生成由编码算法决定。具体的补充编码数据包组的生成示例，将在后文讲述。在使用喷泉码和点对多点网络编码时，补充编码数据包组的生成本领域内的一般技术人员都能完成。发送任何一个原始数据包组时，补充编码数据包组的第一个数据包的组内编号续前一补充编码数据包组的最后一个补充编码数据包，不存在前一补充编码数据包组时，续该原始数据包组的初始编码数据包组的最后一个初始编码数据包的编号。初始编码数据包和补充编码数据包统称为编码数据包，源于同一个原始数据包组的所有编码数据包的编号是连续的。
移动台接收上述补充编码数据包组，并联合初始编码数据包和所有补充编码数据包进行信道解码，并将信道解码状态信息以单播报文形式反馈给无线接入点。无论使用补充编码数据包进行解码后是否成功，移动台都信道解码状态信息。发送解码在若移动台解码成功，则仍然需反馈1个比特的成功信息和接收到的初始编码数据包和补充编码数据包的总包数；若解码失败，则信道解码状态信息将会包括以下信息：(1)当前补充编码数据包对应的原始数据包组的组间编号；(2)该移动台已经正确接收的包括初始编码数据包组和补充编码数据包组在内的所有数据包的最小和最大组内编号；(3)最大组内和最小组内编号初始编码数据包组之间未正确接收数据包的组内编号。若信道解码成功，则将解码得到的原始数据包组解包为原始数据；若信道解码未成功，移动台等待接收更多补充数据包组，直到解码成功。
图3是根据本发明方法的无线接入点与移动台之间的数据交互示意图。这里仍以原始数据包组1为例。如图3所示，无线接入点装置AP1以广播报文形式发送了原始数据包组1所对应的初始编码数据包组1即图5中的F1a给移动台STA1和STA2，而移动台STA1和STA2在接收到F1a后，进行信道解码，并分别向无线接入点装置AP1以单播形式发送信道解码状态信息数据包。移动台STA1发送了信道解码状态信息数据包F1a1，而移动台STA2发送了信道解码状态信息数据包F1a2。移动台STA1和STA2采用单播形式发送接收状态反馈信息数据包。无线接入点AP1接收到F1a1发现STA1已经成功解码，而接收到F1a2后发现STA2尚未成功解码，于是发送了补充编码数据包组F1b；接收到补充编码数据包组F1b后，移动台则STA2反馈了F1b2。无线接入点AP1接收到F1a2后，发现STA2尚未成功解码，于是生成了新的补充编码数据包组F1c，移动台则STA2反馈了F1b2。此时，无线接入点AP1发现STA2解码成功。
图3所示过程的速率调整步骤如下：无线接入点初始广播速率为54Mbps，若Y2＝1，在则无线接入点在接收到F1b2后，发现使用补充编码数据包未能成功解码，将广播链路速率改进为下一个更低可用速率48Mbps。
下文给出使用喷泉码和点对多点网络编码时的初始编码数据包组和补充编码数据包组的生成示例。
实用的喷泉码包括LT Luby Transform)码和Raptor码。其中LT(码是第一个真正意义上的喷泉码，在很多公开文献中都能找到。LT码它可以生成任意长的一个编码数据流，其每一个编码包都按同一算法独立生成，算法如下：
1.将原始数据等分为k个数据包，在1～k范围内按某一分布Ω(称为编码度分布)随机选取一个整数d，其中k称为该码的码长，d称为编码包的度；
2.在数据包中均匀地随机选取d个不同包；
3.对这d个包求异或，得到一个编码包。
因此，编码数据包可以产生任意多个，从原始数据包组获得初始编码包组和补充编码数据包组是常规过程，本领域内的技术人员都能完成。
点对多点网络编码也可以在公开文献中找到，其理论过程这里略去，只给出一个编码实例。这里假设原始数据包组长度为5，各个包的组内编号为1，2，3，4，5。根据点对多点网络编码，初始编码数据包组与原始数据包组相同。假设有3个移动台A、B、C，它们接收初始编码数据包组，假设接收设备A、B、C反馈的信道解码状态信息如下：
移动台A：丢失分组1，2，3
移动台B：丢失分组1，3，4
移动台C：丢失分组1，4，5
根据点对多点网络编码，生成具有3个补充编码数据包的补充编码数据包组。由于初始编码数据包组的最大编号为5，补充编码数据包的编号为6、7、8。编号6的补充编码数据包与原始数据包1相同，编号7的补充数据包为原始数据包2、3、4的异或，编号8的补充编码数据包为原始数据包3、4、5的异或。如果补充编码数据包不丢失，所有移动台都能正确恢复出所有原始数据包。比如移动台A可通过补充编码数据包6获得了原始数据包1；通过异或补充编码数据包7、8和初始编码数据包5，获得原始数据包2；通过异或补充编码数据包7、8和初始编码数据包2，获得原始数据包5。
如果补充编码数据包的数据包仍然有丢失，比如当无线接入点发送完补充编码数据包组6、7、8。
假设接收设备A、B、C反馈的信道解码状态信息如下：
移动台A：丢失分组1
移动台B：丢失分组1
移动台C：丢失分组1
这时，新的补充编码数据包组只有一个数据包，编号为9.编号9的补充编码数据包为原始数据包1。
若移动台A、B、C都接收到补充编码数据包9，就都获得了原始数据包1。若移动台A、B、C其中至少一个仍然接收到补充编码数据包9，则继续进行上述过程，直到所有移动台都接收到完整的原始数据包组。
从本发明的实施例可以看出，实现根据本发明的方法，对现有移动台硬件无需改造，只需增加一个实现本发明方法的广播接收软件即可。对于现有无线接入点装置，在硬件上需要具有一个用于存储待广播数据的装置，目前，已有一些无线接入点具备USB接口、CF卡接口或者SD卡接口，因此固定插入到USB接口的USB盘、CF卡接口的CF卡或者SD卡接口的SD卡均可以作为待发送数据的存储装置，在软件上只需添加实现本发明方法的无线接入点广播软件。因此，对于已有无线接入点设备，无需大的改造，即可实现可靠广播功能。
实际系统测试结果表明，实现本发明方法的无线局域网系统能够在不显著影响无线局域网单播通信的条件下，实现远高性能可靠广播，发挥广播方式下单个用户可获得的数据速率与用户数无关的优势。
Claims (1)
1.一种在无线局域网中进行可靠广播的方法，其特征在于，所述的无线局域网包括无线接入点和移动台，包括以下步骤：
(1)无线接入点将待广播的原始数据打包为定长数据包构成的原始数据包组，包括以下步骤：
(1-1)将原始数据切分为定长数据包，并将相邻的多个数据包合为一个数据包组；
(1-2)为上述步骤(1-1)得到的数据包组中的每个定长数据包添加组内编号和组间编号：
(2)每一个所述的原始数据包组以下述步骤广播给移动台，包括以下步骤：
(2-1)无线接入点若为开机后的第一次广播，则设定广播发送链路速率，若为正常广播，则进行步骤(2-2)；
(2-2)无线接入点选择信道编码方式，将原始数据包组进行信道编码，得到初始编码数据包组，并将初始编码数据包组以广播报文形式广播给移动台，其中无线接入点选择信道编码方式，包括以下步骤：
(2-2-1)设定编码方式切换门限和初始化广播丢包率；
(2-2-2)分别根据发送前一原始数据包组时的信道解码状态信息，计算每一移动台的广播丢包率，将其中最坏的丢包率作为当前广播丢包率；
(2-2_3)若上述当前广播丢包率大于上述设定的编码方式切换门限，则采用喷泉编码方式，若上述当前广播丢包率小于或等于上述设定的编码方式切换门限，则采用点对多点网络编码方式进行信道编码；
(2-3)移动台接收上述初始编码数据包组；
(2-4)移动台进行信道解码，若信道解码成功，则将解码得到的原始数据包组解包为原始数据，若信道解码不成功，则进行步骤(2-5)；同时将信道解码状态信息以单播报文形式反馈给无线接入点；
(2-5)无线接入点接收来自移动台的上述信道解码状态信息，根据接收的信道解码状态信息调整广播发送链路速率，并对移动台的信道解码状态进行判断，若所有移动台解码出原始数据包组，则无线接入点结束广播；若仍有移动台信道解码未成功，则无线接入点根据上述信道解码状态信息生成补充编码数据包组，并将补充编码数据包组以广播报文形式广播给移动台；
(2-6)移动台接收上述补充编码数据包组；
(2-7)重复步骤(2-4)-(2-6)，直到移动台信道解码成功。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1655472A (zh) * | 2004-02-13 | 2005-08-17 | 北京三星通信技术研究有限公司 | 对终端的发射功率进行调度的传输速率的控制方法和设备 |
| CN101069377A (zh) * | 2005-01-18 | 2007-11-07 | 株式会社东芝 | 无线通信系统、无线发射设备和无线接收设备 |
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